[发明专利]一种基于半模基片集成脊波导的混合环

说明书

本发明公开了一种半模基片集成脊波导混合环。包括微带结构和半模基片集成脊波导结构；所述微带结构的端口二与端口三在中心环的位置分别与半模基片集成脊波导结构相连接，微带结构与半模基片集成脊波导结构相连接的部分是一个渐变段；微带结构的上金属层连接第一端口、第二端口、第三端口和第四端口；半模基片集成脊波导结构的第一介质层的上表面设有上金属层，第一介质层与上金属层的宽度与长度一致；第一介质层的上金属层和下金属层通过两排金属化通孔阵列连接，第一介质层的上金属层、下金属层和第二介质层的下金属层地通过两排金属化通孔连接。本发明能够实现和差网络的功能，即信号的和与信号的差，具有大于29％的相对带宽，混合环为平面结构。

技术领域

本发明涉及半模基片集成脊波导技术，特别是涉及一种具有宽带的半模基片集成脊波导混合环。

背景技术

随着4G、5G中大规模MIMO技术和相控阵天线技术的飞速发展，对天线馈电网络及射频系统关键器件的要求越来越高。天线馈电网络关键器件的超宽带、小型化、大容量、高速率、多功能等成为该领域的研究热点。实现小型化能够有效地利用现代封装技术进行集成。

在微波系统中，宽带混合环是宽带馈电网络中一种关键的无源器件之一，根据不同结构的混合环，在端口匹配的情况下，实现端口之间的隔离、调节功率输出的相位以及提供同相或反相输出的等功率分流的重要功能。混合环可以用作和差网络，因此混合环在平衡功率放大器和混频器的功率分配中发挥着重要作用。

传统混合环的尺寸比较大，带宽比较窄。本发明是采用半模基片集成脊波导技术实现的混合环，在系统集成化、小型化、宽带领域具有突出的优势。

发明内容

技术问题：为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种具有宽带、小型化、易于集成的半模基片集成脊波导混合环。

技术方案：为达到此目的，本发明的一种半模基片集成脊波导混合环采用以下技术方案：

该混合环包括微带结构和半模基片集成脊波导结构；所述微带结构的第二端口与第三端口在中左环、中上环、中下环的位置分别与半模基片集成脊波导结构与中上环、中下环链接的两个端口相连接，微带结构与半模基片集成脊波导结构相连接的连接段是一个宽度渐变的金属条带，连接段与半模基片集成脊波导结构中的金属条带的宽度不一致；微带结构的中左环、中上环、中下环的宽度均为0.34mm，微带结构的中间金属层连接第一端口、第二端口、第三端口和第四端口；半模基片集成脊波导结构的第一介质层的上表面设有上金属层，第一介质层与上金属层的宽度一致且长度一致，小于8mm；第一介质层的上金属层和中间金属层通过两排金属化盲孔连接，第一介质层的上金属层、中间金属层和第二介质层的下金属层地通过两排金属化通孔连接。

所述的第一介质层、第二介质层为介电常数为2.65的介质基板，厚度为0.25mm-0.5mm，第一介质层的长度和宽度分别为12mm-16mm、7mm-10mm，第二介质层的长度和宽度分别为30mm-40m、25mm-30mm。

所述的上金属层与中间金属层通过金属化盲孔连接，金属化盲孔贯穿第一介质层连接半模基片集成脊波导结构中的金属条带，两排金属化盲孔之间的距离为2.2mm-2.4mm，金属化盲孔的直径为0.25mm-0.35mm，相邻两金属化盲孔之间的距离为0.5mm-0.7mm。

金属化通孔贯穿上金属层、第一介质层、中间金属层、第二介质层和下金属层地，金属化通孔两边通孔之间的间距为6mm-7mm，金属化通孔的直径为0.4mm-0.5mm。

贯穿第二介质层的两个下层金属化盲孔连接中间金属层与底部金属层。

所述的第一端口、第二端口、第三端口、第四端口是四个微带输入/出端口，两两相邻之间的距离均大于17mm，长度大于9mm，宽度为0.62mm-0.64mm，且四个端口的特性阻抗均为50欧姆。

有益效果：本发明公开了一种基于半模基片集成脊波导的混合环，相比现有技术，具有以下有效效益：