[发明专利]一种基于共面波导的周期性慢波传输线单元

说明书

本发明涉及一种基于共面波导的周期性慢波传输线单元，属于微波技术领域。包含介质基板(5)，介质基板(5)的一个表面上设置有金属微带，金属微带包含中心导带(1)，短传输线(2)，折叠传输线(3)和金属地(4)；中心导带(1)通过短传输线(2)连接至折叠传输线(3)，金属地(4)为不规则形状，金属地(4)与中心导带(1)相互隔离，且金属地(4)向中心导带(1)方向突出的各个支节平行于各个支节对应的折叠传输线(3)，各个支节与折叠传输线(3)之间的间隔距离相等。通过本发明的传输线单元替代传统共面波导传输线，实现了在传输线性能不变的情况下尺寸大幅度减小的目的。

技术领域

本发明属于微波技术领域，涉及一种基于共面波导的周期性慢波传输线单元。

背景技术

传输线在射频微波电路领域具有广泛应用，不仅是电磁功率传输的媒介，而且也是构成微波射频器件的基本元件。

共面波导电路，其中心导带和地平面在一个平面上，为单平面传输线，避免了微带线需要在介质层背面镀金属的工艺。因此，采用共面波导电路，替代原来的微带电路，能减少制作成本。并且共面波导电路具有末端容易实现短路而无需过孔，与有源器件和集总参数元件易集成、容易实现紧凑的平衡电路，提高集成电路集成度等优点。然而，随着射频通信电路朝着小型化，集成化方向的发展，传统的射频微波器件，如功分器、耦合器等，由于受到其结构中四分之一波长传输线的限制，往往具有较大的尺寸，这一缺陷在低频频段工作波长较长时表现得尤为明显，不利于射频通信系统的小型化。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于共面波导的周期性慢波传输线单元，代替传统共面波导传输线，解决现有技术中传输线尺寸过大的问题，以实现微波器件尺寸缩减而性能基本不变。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于共面波导的周期性慢波传输线单元，包含介质基板5，所述介质基板5的一个表面上设置有金属微带，所述金属微带包含中心导带1，短传输线2，折叠传输线3和金属地4；

所述中心导带1通过所述短传输线2连接至所述折叠传输线3，所述金属地4为不规则形状，所述金属地4与所述中心导带1相互隔离，且所述金属地4向所述中心导带1方向突出的各个支节平行于各个支节对应的折叠传输线3，各个所述支节与所述折叠传输线3之间的间隔距离相等。

进一步，所述短传输线2的数量为2，所述折叠传输线3的数量为2，所述金属地4的数量为2。

进一步，两段所述短传输线2，两段折叠传输线3以及两部分金属地4均关于所述中心导带1镜像对称，且所述中心导带1，两段折叠传输线3以及两部分金属地4均关于两段所述短传输线2的连线镜像对称。

进一步，所述传输线单元的等效特性阻抗为：

其中，L_t为传输线单元的等效串联电感，C_t为传输线单元的等效对地并联电容；

传输线单元的相位传播常数为：

其中，ω为工作角频率。

进一步，所述介质基板采用聚四氟乙烯制成。

进一步，通过改变所述中心导带1的宽度，中心导带1与金属地4的间距，两段短传输线2的长度、宽度，两段折叠传输线3的长度、宽度或两段折叠传输线3与金属地4的间距，来改变所述传输线单元的特性阻抗和电长度。

进一步，通过多个所述传输线单元级联获得电长度为单个传输线单元电长度整数倍的慢波传输线。

本发明的有益效果在于：本发明的传输线单元，通过使用基于共面波导的周期性慢波传输线单元替代传统共面波导传输线，在传输线性能不变的情况下实现尺寸大幅减小。