[发明专利]一种基片集成波导到矩形波导的过渡转换结构

说明书

本发明公开了一种基片集成波导到矩形波导的过渡转换结构，属于微波毫米波电路工程技术领域，包括微波毫米波介质板、设计的金属过孔以及刻蚀的电路图形、矩形波导转换部分，可以用于采用SIW的微波毫米波系统电路中也可用于平面差分线到单端矩形波导的转换中；所述微波毫米波介质板的类型取决于相应的工作频段，形成导波的载体；所述金属过孔及电路图形由相应工艺实现，起到导波以及辐射耦合作用；所述单端矩形波导为标准矩形波导。本发明通过将矩形波导转换成到工作于TE20模的SIW，带宽较宽，相对带宽可以达到40％，转换路径较短，转换损耗低，具有优良的性能，方便地解决了工作于TE20模的SIW的实际测试转接问题，值得被推广使用。

技术领域

本发明涉及微波毫米波电路工程技术领域，具体涉及一种基片集成波导到矩形波导的过渡转换结构。

背景技术

由于具有高Q、低插损以及高功率容量等优点，传统金属波导已经在微波毫米波电路系统里面被广泛采用，可是金属波导体积大，价格高，不方便与平面电路集成。而微带线虽然加工集成方便，但是其在高频时具有很大的插入损耗微波，为了结合金属波导和微带线共同的优点，前些年一些学者提出一种基片集成波导技术，这种技术采用在介质上打金属过孔，从而形成介质填充波导的形式。基片集成波导很适合和平面集成，并且可以使用多种加工工艺(pcb工艺、微电路工艺、半导体工艺)大规模制造。

在微波毫米波电路系统中，平面微波电路与到常见的三维立体电路的过渡转换结构是非常常见的系统组成部分，比如平面电路的测试，模块间的转接等。关于SIW(基片集成波导)结构的转换结构已经很多，比如微带线到SIW转换，矩形波导到SIW的转换，层间缝隙耦合结构，层间矩形窗耦合结构等等，现代微波毫米波电路经常采用差分走线，以增强对外界噪声的干扰，基于差分线到矩形波导的转换已经有很多种，比如直接的鳍线转换，线性转换已经有了非常广泛的应用，也可以在平面电路内部将TE20模的SIW转为TE10模的SIW,再转接到矩形波导。在频率较高时SIW的TE20模对应的尺寸并不是太大，其与差分线具有很好的过渡转换效果，并且基本不破坏差分线的抗干扰的优点，所以常常在高频差分电路中应用SIW的TE20模式。直接采用鳍线或其他渐变转换，虽然也是一种较为可取的方式，但其转换路径一般较长。在平面电路内将SIW的TE20模转换为TE10模，信号传输的方向会出现90°的转弯且也会要再将平面电路再转换成矩形波导。对一些滤波型的转换结构则工作带宽被限制的很严重。现代微波电路系统已经更趋向于小型化，集成化，SIW传输线由于其很好的抗干扰性能，对结构尺寸的鲁棒性也有非常多的应用，这其中必然会涉及到更多的转换结构，毫米波甚至以上频段的电路结构不便于直接测量，除非要使用价格昂贵的测量探针设备，所以将平面电路转换成便于测量的波导结构是十分必要的，而且可以实现平面巴伦的效果。

由上可以看出，SIW到矩形波导的转换具有很大的应用价值，更短的转换路径，更小的转换损耗，更鲁棒的转换性能是转换结构的目标。为此，提出一种基片集成波导到矩形波导的过渡转换结构。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：如何解决解决了工作于TE20模的SIW的实际测试转接问题，提供了一种基片集成波导到矩形波导的过渡转换结构。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括微波毫米波介质板、SIW导波结构、金属层渐变过渡部、矩形波导、矩形波导渐变过渡部，所述SIW导波结构包括上层金属图形、下层金属图形与连接上下层金属图形的多个金属过孔，所述上层金属图形、下层金属图形分别设置在所述微波毫米波介质板上下表面，所述SIW导波结构的端部通过所述金属层渐变过渡部与所述矩形波导渐变过渡部连接，所述矩形波导渐变过渡部与所述矩形波导一体成型。

更进一步地，所述过渡转换结构的工作频段小于100GHz。

更进一步地，所述金属层渐变过渡部为线性过渡、鳍线过渡中任一种。