波導(dǎo)微帶線轉(zhuǎn)換器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種波導(dǎo)微帶線轉(zhuǎn)換器，包括，一塊上層蝕刻有微帶線（1）和短路貼片（2）圖案，下層金屬接地板（5）開有信號窗口的雙面印制電路板，短路貼片的矩形邊制有T形缺口，兩條微帶線對稱地通過上述短路貼片兩邊的T形缺口伸入短路金屬面而形成兩個微帶線端口；制有金屬過孔（4）的介質(zhì)基板（3）位于上下兩層圖案之間；位于雙面印制電路板上下兩層圖案之間的金屬化過孔圍繞所述信號窗口的外緣，圍成圈狀缺口開環(huán)，與短路貼片和激勵振子（7）共同形成了位于矩形波導(dǎo)（8）正上方的一個等效為內(nèi)部填充介質(zhì)的矩形金屬空腔而構(gòu)成矩形波導(dǎo)的負載端，并與兩個微帶線端口構(gòu)成三端口器件。本發(fā)明解決了現(xiàn)有雙端口波導(dǎo)微帶線轉(zhuǎn)換器構(gòu)成微帶陣列天線時損耗大的問題。
【專利說明】波導(dǎo)微帶線轉(zhuǎn)換器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可應(yīng)用于工作在準毫米波段的波導(dǎo)與微帶線之間的傳輸線電路轉(zhuǎn)換，也可用于具有波導(dǎo)饋電的微帶天線及其陣列的饋電結(jié)構(gòu)。特別是適用于微帶陣列天線波導(dǎo)微帶線轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)為了降低微帶天線或微帶陣列天線傳輸線的損耗，往往在微帶天線與微波傳輸線之間，采用一個兩端口的波導(dǎo)微帶線轉(zhuǎn)換器，該兩端口的波導(dǎo)微帶線轉(zhuǎn)換器是一個單層介質(zhì)板微帶線轉(zhuǎn)換器。其介質(zhì)板的最下面是一個開有窗口的金屬接地板，窗口的尺寸與連接矩形波導(dǎo)內(nèi)腔的尺寸完全相同，在窗口中間設(shè)有一個稱為頻率調(diào)節(jié)單元的長方形金屬塊，在金屬接地板的上方是一塊介質(zhì)板，在介質(zhì)板的另一面，是一塊開了缺口的短路金屬面，以及一個用于輸出信號的微帶線，微帶線通過缺口伸入到短路金屬面里面。短路金屬面與介質(zhì)板底部接地板之間用一些金屬通孔實現(xiàn)兩者的電氣連接。在具體應(yīng)用中，變換器的微帶線輸出端接平面電路，而波導(dǎo)端口接波導(dǎo)器件。在微帶陣列天線應(yīng)用中，通常從波導(dǎo)微帶線轉(zhuǎn)換器出來的微帶線與微帶線功分網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)接，由于陣列天線需要杜絕方向圖中出現(xiàn)柵瓣，從而單元間距不能過大，引起二維平面陣列天線的陣面中心經(jīng)常沒有足夠空隙用于排列上述現(xiàn)有技術(shù)波導(dǎo)微帶線轉(zhuǎn)換器，只能通過一截微帶線將波導(dǎo)微帶線轉(zhuǎn)換器位置從中心移出一段距離甚至于陣面邊緣。由于經(jīng)過一截微帶線才傳輸?shù)疥嚸嬷行模偻ㄟ^微帶功分網(wǎng)絡(luò)將能量分配到各輻射單元，增加了系統(tǒng)損耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對上述現(xiàn)有波導(dǎo)微帶線轉(zhuǎn)換器方案存在的不足之處，提供一種以一個三端口波導(dǎo)微帶轉(zhuǎn)換器來完成現(xiàn)有技術(shù)兩端口波導(dǎo)微帶線轉(zhuǎn)換器和一級微帶功分器兩種電路結(jié)構(gòu)功能，以減小饋電網(wǎng)絡(luò)的損耗，有利于得到較高天線增益，更優(yōu)良的波導(dǎo)微帶線轉(zhuǎn)換器。
[0004]本發(fā)明的上述目的可以通過以下措施來達到。一種波導(dǎo)微帶線轉(zhuǎn)換器，包括，一塊上層蝕刻有微帶線I和短路貼片2圖案，下層金屬接地板開有信號窗口，窗口中間制有矩形金屬塊激勵振子圖案的雙面印制電路板和矩形波導(dǎo)8，其特征在于:所述短路貼片2的矩形邊至少制有兩條對稱中心線的T形缺口，末端帶有矩形體的至少兩條微帶線1，對稱地通過上述短路貼片2兩邊的T形缺口伸入短路金屬面而形成兩個微帶線端口 ；制有金屬過孔4的介質(zhì)基板3位于上下兩層圖案之間；位于雙面印制電路板上下兩層圖案之間的金屬化過孔4圍繞所述信號窗口的外緣，圍成圈狀缺口開環(huán)，與短路貼片2和激勵振子共同形成了位于矩形波導(dǎo)8正上方的一個等效為內(nèi)部填充介質(zhì)的矩形金屬空腔而構(gòu)成矩形波導(dǎo)8的負載端，并與上述兩個微帶線端口構(gòu)成一個三端口器件。
[0005]本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果:
波導(dǎo)微帶線轉(zhuǎn)換器是一個三端口器件，除了實現(xiàn)波導(dǎo)到微帶線的轉(zhuǎn)換外還兼有功分器的功能。本發(fā)明采用I塊雙面印制板覆蓋在矩形波導(dǎo)8上的方案，由金屬接地板、蝕刻掉金屬的信號窗口和激勵振子7實現(xiàn)對矩形波導(dǎo)8內(nèi)能量的截獲；用一圈金屬過孔4、短路貼片2和金屬接地板圍成的腔體來限制能量在介質(zhì)基板3中擴散；用對稱分布的一對微帶線I實現(xiàn)雙路輸出，既具有低損耗特性，又具備了同時有較好的帶寬特性。微帶線的末端添加的“T”字形矩形單元體進一步提高了調(diào)整的靈活度。既實現(xiàn)了波導(dǎo)到微帶線的轉(zhuǎn)換作用，還具有功分器的功能。仿真結(jié)果表明，本發(fā)明在改變微帶線的伸入長度不但會顯著改變反射損耗的數(shù)值，而且也會一定程度使轉(zhuǎn)換器的工作頻率發(fā)生改變，且調(diào)整微帶線的伸入長度能夠改善端口阻抗匹配。
[0006]金屬化過孔4、短路貼片2和激勵振子所形成的內(nèi)部填充介質(zhì)的矩形空腔，實現(xiàn)了矩形波導(dǎo)8內(nèi)的微波能量到微帶線I的高效轉(zhuǎn)換。
[0007]由于除了實現(xiàn)波導(dǎo)到微帶線的轉(zhuǎn)換外還兼有功分器的功能，增加了微帶陣列天線設(shè)計的靈活性并減小了饋電網(wǎng)絡(luò)損耗，有利于得到較高的天線增益。
[0008]本發(fā)明特別適應(yīng)于天線饋電及波導(dǎo)之間不同傳輸線的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換。
【具體實施方式】
[0009]在描述的波導(dǎo)微帶線轉(zhuǎn)換器中，包括一塊上層蝕刻有微帶線I和短路貼片2，下層金屬接地板開有信號窗口，窗口中間制有矩形金屬塊激勵振子的雙面印制電路板和矩形波導(dǎo)8，微帶線I和短路貼片2形成雙面印制板上層圖案層，金屬接地板、信號窗口和激勵振子形成雙面印制板下層圖案層。短路貼片2的矩形邊至少制有兩條對稱中心線的T形缺口，末端帶有矩形體的至少兩條微帶線I，對稱地通過上述短路貼片2兩邊的T形缺口伸入短路金屬面而形成兩個微帶線端口。制有金屬過孔4的介質(zhì)基板3位于上下兩層圖案之間。制有金屬過孔4的介質(zhì)基板3形成雙面印制板的中間層。信號窗口和激勵振子位于矩形波導(dǎo)8的開口端面正中。末端帶有矩形體的至少兩條微帶線I，對稱地通過上述短路貼片2兩邊的T形缺口伸入短路金屬面而形成兩個微帶線端口 ；微帶線I是成對出現(xiàn)，其末端為“T”字形。制有金屬過孔4的介質(zhì)基板3位于上下兩層圖案之間；位于雙面印制電路板上下兩層圖案之間的金屬化過孔4圍繞所述信號窗口的外緣，圍成圈狀缺口開環(huán)，與短路貼片2和激勵振子形成了位于矩形波導(dǎo)8正上方，等效為內(nèi)部填充介質(zhì)的矩形金屬空腔而構(gòu)成矩形波導(dǎo)8的負載端，并與上述兩個微帶線端口構(gòu)成一個三端口器件。
[0010]在雙面印制電路板的上下兩層圖案之間圍成腔體狀的圈狀環(huán)繞金屬化過孔4形成了等效為內(nèi)部填充介質(zhì)的矩形金屬空腔。該空腔位于矩形波導(dǎo)8的正上方，構(gòu)成矩形波導(dǎo)8的負載端。從矩形波導(dǎo)8輸入的微波信號經(jīng)過激勵振子耦合到微帶線I與短路貼片2之間的間隙，再通過一對微帶線I輸出，實現(xiàn)波導(dǎo)傳輸線到兩段微帶線的轉(zhuǎn)換。同時還實現(xiàn)信號能量從一個輸入端口到兩個輸出端口的分配或者從兩個微帶輸入端口到一個波導(dǎo)端口的信號能量合成。
[0011]完整裝配好的波導(dǎo)微帶線轉(zhuǎn)換器由一塊雙面覆銅印制板直接壓在一個矩形波導(dǎo)8的波導(dǎo)口之上的方式裝配形成，從而構(gòu)成一個三端口器件。這三個端口分別是一個波導(dǎo)端口和兩個微帶線端口。
【權(quán)利要求】
1.一種波導(dǎo)微帶線轉(zhuǎn)換器，包括，一塊上層蝕刻有微帶線(I)和短路貼片(2)圖案，下層金屬接地板(5)開有信號窗口(6)，窗口中間制有矩形金屬塊激勵振子(7)圖案的雙面印制電路板和矩形波導(dǎo)(8)，其特征在于:所述短路貼片(2)的矩形邊至少制有兩條對稱中心線的T形缺口，末端帶有矩形體的至少兩條微帶線(I )，對稱地通過上述短路貼片(2)兩邊的T形缺口伸入短路金屬面而形成兩個微帶線端口 ；制有金屬過孔(4)的介質(zhì)基板(3)位于上下兩層圖案之間；位于雙面印制電路板上下兩層圖案之間的金屬化過孔(4)圍繞所述信號窗口(6)的外緣，圍成圈狀缺口開環(huán)，與短路貼片(2)和激勵振子(7)共同形成了位于矩形波導(dǎo)(8)正上方的一個等效為內(nèi)部填充介質(zhì)的矩形金屬空腔而構(gòu)成矩形波導(dǎo)(8)的負載端，并與上述兩個微帶線端口構(gòu)成一個三端口器件。
2.如權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)微帶線轉(zhuǎn)換器，其特征在于，微帶線(I)末端為“T”字形，且是成對出現(xiàn)。
3.如權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)微帶線轉(zhuǎn)換器，其特征在于，信號窗口(6)和激勵振子(7)位于矩形波導(dǎo)(8)的開口端面正中。
4.如權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)微帶線轉(zhuǎn)換器，其特征在于，從矩形波導(dǎo)(8)輸入的微波信號經(jīng)過激勵振子(7)耦合到微帶線(I)與短路貼片(2)之間的間隙，再通過一對微帶線(I)輸出，實現(xiàn)波導(dǎo)傳輸線到兩段微帶線的轉(zhuǎn)換。
5.如權(quán)利要求1所述的所述的波導(dǎo)微帶線轉(zhuǎn)換器，其特征在于，信號能量從一個輸入端口到兩個輸出端口的分配，或者從兩個微帶輸入端口到一個波導(dǎo)端口的信號能量合成。
6.如權(quán)利要求1所述的所述的波導(dǎo)微帶線轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述三個端口分別是一個波導(dǎo)端口和兩個微帶線端口。
【文檔編號】H01P5/107GK103515683SQ201310003707
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年1月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月6日
【發(fā)明者】李峰 申請人:中國電子科技集團公司第十研究所