[发明专利]一种围栏型低损耗宽带负群时延补偿电路及其设计方法

权利要求书

1.一种围栏型低损耗宽带负群时延补偿电路，其特征在于，由四方连续结构加载型慢波半模衬底集成波导传输节和围栏型耦合单元组成，所述四方连续结构加载型慢波半模衬底集成波导传输节和围栏型耦合单元依靠电容耦合；

其中，所述围栏型耦合单元由外围开口接地环(7)、套于开口接地环(7)内部的接地金属片(8)以及介质基板(2)和下表面敷铜共同组成，所述开口接地环(7)的开口方向与四方连续结构加载型慢波半模衬底集成波导传输节的开放侧方向一致；

所述四方连续结构加载型慢波半模衬底集成波导传输节由在介质基板(2)上表面敷铜的半模衬底集成波导以及加载在下表面金属层(3)上的四方连续结构慢波网络(6)组成，所述半模衬底集成波导通过远离围栏型耦合单元一侧加工的金属化通孔阵列(4)连接至下表面金属层(3)。

2.如权利要求1所述的围栏型低损耗宽带负群时延补偿电路，其特征在于，所述开口接地环(7)和接地金属片(8)均为方形。

3.如权利要求1所述的围栏型低损耗宽带负群时延补偿电路，其特征在于，所述开口接地环(7)外围接地的金属化通孔H1(9)位于开口接地环(7)开口方向的正后方，接地金属片(8)内部接地的金属化通孔H2(10)位于接地金属片(8)的中心位置。

4.如权利要求1所述的围栏型低损耗宽带负群时延补偿电路，其特征在于，所述半模衬底集成波导包括微带线(5)和上表面金属层(1)，所述微带线(5)和上表面金属层(1)组成的结构为T形状。

5.如权利要求1所述的围栏型低损耗宽带负群时延补偿电路，其特征在于，所述半模衬底集成波导和围栏型耦合单元以所述开口接地环(7)的开口方向为对称轴对称布设。

6.如权利要求1所述的围栏型低损耗宽带负群时延补偿电路，其特征在于，所述四方连续结构慢波网络(6)由下表面金属层(3)蚀刻的N个直接连接的四方连续型单元构成，N为大于等于1的正整数。

7.如权利要求1所述的围栏型低损耗宽带负群时延补偿电路，其特征在于，所述四方连续结构慢波网络(6)设置在金属化通孔H1(9)与金属化通孔阵列(4)之间。

8.一种针对权利要求1-7任一项所述的围栏型低损耗宽带负群时延补偿电路的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.根据S参数的理论，推导出负群时延补偿电路的S参数矩阵，得到电路的反射系数|S₁₁|和传输系数|S₂₁|；

S2.由负群时延定义来推导出群时延的表达式τ_g(ω)，式中，c表示真空中的光速，n_g(ω)表示群折射率；

S3.通过HFSS仿真软件对该负群时延补偿电路的|S₁₁|、|S₂₁|、τ_g(ω)和传输相位进行仿真，经过电磁参数优化之后确定负群时延补偿电路基本参数的尺寸。

9.如权利要求8所述围栏型低损耗宽带负群时延补偿电路的设计方法，其特征在于，步骤S2所述群时延的表达式τ_g(ω)如下：

式中，l表示介质长度。