[发明专利]基片集成非辐射介质波导阶梯型功分器

说明书

本发明公开了一种基片集成非辐射介质波导阶梯型功分器，是一种由一层共面波导到槽线的过渡结构和三层基片集成非辐射介质波导构成的等分功分器。基片集成非辐射介质波导通过在三层介质板上设计对称阵列式空气通孔实现；共面波导到槽线的过渡结构集成在中间层介质板上，通过三角形渐变结构接入基片集成非辐射介质波导；设计两个对称空气通孔，和三角形渐变结构一起实现阻抗匹配；设计一排空气通孔，实现等分功分器。本发明能顺利实现由共面波导到槽线的过渡结构接入基片集成非辐射介质波导，激励起辐射性能更优良的高阶模，从而形成了等分功分器，同时实现了微波毫米波混合集成多层电路，有利于毫米波频段电路的发展，制作工艺简单，成本低廉。

技术领域

本发明涉及一种基片集成非辐射介质波导阶梯型功分器，特别涉及一种共面波导到槽线的过渡结构激励的基片集成非辐射介质波导等分功分器，属于微波技术领域。

背景技术

随着电磁兼容无线通信的飞速发展，微波领域中对微波毫米波频资源的需求越来越高，对毫米波频段的研究已成为该领域的热点，非辐射介质波导在弯曲和不连续处的无辐射损耗特性使其成为一种极具发展潜力的波导结构，极大的推动了整个微波毫米波领域的研究与发展。

为了使得非辐射介质波导平面化，即利用基片集成技术作用于非辐射介质波导构成基片集成非辐射介质波导，其本质为在裸露的介质基板上打空气通孔实现非辐射介质波导，相应的，平面电路和非平面电路的混合集成可以在多层平面电路上实现，推动了非辐射介质波导的混合集成电路和无源器件的研究，是极具发展潜力的微波毫米波传输线。为了保留非辐射介质波导的优势之余降低成本、简化加工工艺，因此直接在印刷版电路上实现基片集成非辐射介质波导的研究被提出，该研究被验证具有和基片集成非辐射介质波导一样的传输性能，进一步的推动了微波毫米波频段混合集成电路和系统的发展，具有极大的发展潜力和应用时效。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基片集成非辐射介质波导阶梯型功分器，是一种共面波导到槽线的过渡结构激励的基片集成非辐射介质波导功分器，是将共面波导到槽线的过渡结构集成到基片集成非辐射介质波导，形成了一个三层的微波毫米波电路结构，通过非辐射介质波导通孔的设计实现功分器。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

本发明提供一种基片集成非辐射介质波导阶梯型功分器，包括顶层介质板、中间层介质板、底层介质板、顶层金属层、底层金属层，其中，顶层介质板、中间层介质板、底层介质板同轴堆叠放置；

顶层金属层设置在顶层介质板的上表面，底层金属层设置在底层介质板的下表面，顶层金属层在底层介质板下表面上的投影与底层金属层重合；

顶层介质板、中间层介质板、底层介质板的重叠区域，沿长边方向对折线预留一条介质条带，该介质条带由宽度不同的第一、第二介质条带连接而成；在第一第二介质条带的两侧分别对称设置阵列式空气通孔，从而构成基片集成非辐射介质波导；在第二介质条带远离第一介质条带的一端，沿长边方向对折线设置一排空气通孔，且该排空气通孔将第二介质条带远离第一介质条带的一端分为与第一介质条带等宽的第三、第四介质条带；在第二介质条带靠近第一介质条带的一端，设置有两个关于沿长边方向对折线对称的空气通孔；

中间层介质板与顶层介质板的未重叠区域，从中间层介质板的两端分别从短边向内设置三个共面波导到槽线的过渡结构，其中，靠近第一介质条带的一端设置第一共面波导到槽线的过渡结构，远离第一介质条带的一端设置关于中间层介质板长边方向对折线对称的第二、第三共面波导到槽线的过渡结构；第一共面波导到槽线的过渡结构中，共面波导的中心导带由中间层介质板的短边开始、沿长边方向对折线向内延伸设置，共面波导的金属接地板中靠近中间层介质板短边方向对折线的边沿与顶层金属层在中间层介质板上的投影的边沿重合；第二、第三共面波导到槽线的过渡结构中，共面波导的中心导带由中间层介质板的短边开始、分别沿第三、第四介质条带长边方向对折线向内延伸设置，共面波导的金属接地板中靠近中间层介质板短边方向对折线的边沿与顶层金属层在中间层介质板上的投影的边沿重合；