[发明专利]非接触式微带到波导过渡器

说明书

一种微带到波导过渡器包括波导模块和印刷电路板(PCB)的一部分。该波导模块包括波导孔口和重复结构，该波导孔口被布置成延伸穿过该模块以便将波导附接到该模块的外侧，该重复结构包括多个突出元件，该多个突出元件被布置成在该模块的内侧围绕该波导孔口并且在该内侧限定进入该波导孔口的通道，其中，该重复结构被配置成衰减经过该重复结构的在一频带下的电磁信号传播而同时允许经由该通道传播，该过渡器进一步包括具有贴片天线的PCB，该贴片天线连接到传输线并且被布置成面对进入该波导孔口的通道。

技术领域

本披露总体上涉及无线通信系统，具体地涉及波导传输介质。披露了用于将信号从微带传输介质传输到管状波导传输介质的布置。

背景技术

无线通信网络包括射频收发器(例如在蜂窝接入网络中使用的无线电基站)、用于例如回程到核心网络中的微波无线电链路收发器、以及与在轨卫星通信的卫星收发器。雷达收发器还包括用于发射和接收射频信号的射频收发器。

传输介质用于向和从射频收发器运输射频信号。传输介质的常见类型是波导结构。术语波导可以指在其端点之间传送电磁波的任何线性结构。波导通常被实施为空心金属管或金属化的管状结构，并且出于将微波发射器和接收器连接到其天线的目的，通常以微波频率使用。

一种特殊类型的波导传输介质是微带。微带是一种可以使用印刷电路板(PCB)技术制造的、并且用于传送微波频率信号的电传输线。微带由导电带组成，该导电带通过电介质层与接地平面分隔开。比如天线、耦合器、滤波器、功率分配器等微波部件可以由微带形成，整个器件以金属化的模式存在于基板上。微带是许多平面传输线形式之一，其他平面传输线形式包括带状线和共面波导，并且可以将所有这些平面传输线集成在同一基板上。

通常期望例如在微带传输介质与矩形波导之间过渡到管状波导和从管状波导过渡。这样的过渡器通常包括延伸到波导结构中的探针或类似物。

US 7,265,558 B1披露了使用馈电探针的波导过渡器。

US 6,573,803 B1披露了基于脊的微带到波导过渡器。

馈电探针和脊必须小心地定位在波导结构中，以免降低过渡器的整体性能。精度要求趋于随频率增加而增加，因为较高的操作频率通常意味着部件尺寸较小。这种对精度的高要求使组装和驱动成本复杂化。

对于允许在制造期间有效地组装波导过渡器的高性能过渡器布置存在需求。

发明内容

本披露的目的是提供用于在微带与管状波导之间过渡的新过渡器布置，这些过渡器布置在例如回波损耗和插入损耗方面提供高性能，同时允许在制造期间有效且方便地组装波导过渡器。

该目的至少部分地通过用于微带到波导过渡器的波导模块来实现，该波导模块被布置成与包括贴片天线的PCB接口连接。该模块包括波导孔口和重复结构。该波导孔口被布置成延伸穿过该模块以便将波导附接到该模块的外侧。该重复结构包括多个突出金属或金属化元件，该多个突出金属或金属化元件被布置成在该模块的内侧围绕该波导孔口并且在该内侧限定进入该波导孔口的通道，其中，该重复结构被配置成衰减经过该重复结构的在一频带下的电磁信号传播而同时允许经由该通道传播。

该孔口用作到波导结构(例如附接到该模块外侧的管状波导)的接口，同时该通道允许布置在PCB上的贴片天线辐射到该波导中、并且拾取离开该波导的无线电信号。该重复结构实现了间隙波导结构，该间隙波导结构有效地密封了该通道，使得电磁能可以或多或少不受阻碍地在该波导与该贴片天线之间穿过，而不沿任何其他方向穿过。因此，PCB与波导之间的过渡是非接触式的，因为在波导与PCB上的微带之间不需要电接触。这是优点，因为不需要对例如探针等进行高精度组装。PCB仅通过比如螺栓等紧固装置来附接到该波导模块，由于该重复结构以非接触方式密封了该过渡器，因此不需要验证电接触。