[发明专利]一种电容加载型基片集成波导均衡器

说明书

本发明涉及微波毫米波技术领域，具体为一种电容加载型的基片集成波导均衡器。包括SIW本体、渐变过渡线、50Ω微带线、陶瓷基板和绝缘压块。所述SIW本体长边单侧设有1个贯通了SIW本体表面金属层的槽。陶瓷基板设在槽的上方；其中心点与槽的中心点在该槽的垂直方向上对齐，陶瓷基板的顶面或底面设有面电阻层，并能完全覆盖住槽；绝缘压块放置在陶瓷基板上，通过绝缘压块使陶瓷基片和SIW本体紧密接触，使陶瓷基片与SIW的金属层之间形成等效电容，相当于在陶瓷基片原有的损耗面电阻上又叠加了一部分容抗特性。等效电容的引入使得低频端(26GHz)的损耗大于高频端(40GHz)的损耗，从而进一步提高了均衡量。

技术领域

本发明涉及微波毫米波技术，具体涉及一种电容加载型的基片集成波导均衡器。

背景技术

基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide，SIW)作为一种新型的传输线结构，结合了矩形波导和微波平面电路的优势，可以在介质基片上实现传统的金属波导传输特性，兼容现有的PCB加工工艺，已经被广泛地用于微波与毫米波电路，其具有低辐射、低插损、高Q值、高功率容量、小型化和利于集成等优点。

均衡器是微波和毫米波电路与系统的重要组成元件。随着频率的增加，大多数有源和无源器件/电路客观上存在着增益下降或插入损耗增加的趋势。而均衡器具有增益随频率的增加而增加或插入损耗随频率增加而减少的特性，在一定程度上能够补偿这种由频率增加带来的幅度变化。

现有工作在微波/毫米波频带的均衡器主要有以下报道，如：

H.Peng等设计的一种在具有表面电阻的陶瓷衬底上制作的SIW均衡器，该均衡器工作在26-40GHz(Ka频段)通过特定位置引入表面电阻代替铜层，实现了优良的均衡特性。实际测试结果表明，其在整个Ka频带上，SIW均衡值分别为2.8dB、5.6dB和9dB，回波损耗均优于-18.8dB。参见文献H.Peng et al.,Substrate Integrated Waveguide Equalizersand Attenuators With Surface Resistance,in IEEE Transactions on MicrowaveTheory and Techniques,vol.68,no.4,pp.1487-1495,April 2020,doi:10.1109/TMTT.2019.2958267.

H.Peng等设计的一种新型的基于微波电阻的步进式SIW均衡器，该均衡器应用频率范围在12-18GHz(Ku频段)，当微波电阻个数分别为4、8、12、16、20、24的时候，均衡值的测量结果分别为1.16dB、1.75dB、2.74dB、3.67dB、4.28dB和4.95dB，回波损耗都优于-11.95dB。参见文献H.Peng et al.,Step Substrate Integrated Waveguide EqualizerBased on Microwave Discrete Resistors for Feeding Network,2021IEEEInternational Symposium on Antennas and Propagation and USNC-URSI RadioScience Meeting(APS/URSI),2021,pp.675-676,doi:10.1109/APS/URSI47566.2021.9704067.

S.C.Bera设计的一款基于PIN二极管的有源均衡器，该均衡器用于微波电路和系统的温度和频率补偿，是利用PIN二极管的阻抗特性随设置的直流电压变化而改变的特性，来实现对电路幅度的均衡。在3-5GHz频段范围内，可以实现±8dB的衰减特性。参见文献S.C.Bera,Amplitude Tilt Active Equalizer for Frequency and TemperatureCompensation,in IEEE Microwave Wireless Component Letter,vol.21,no.7,pp.344-346,Jul.2011,doi:10.1109/LMWC.2011.2152385.