本發(fā)明涉及一種射頻微波平面?zhèn)鬏斁€，尤其是一種基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線。

背景技術(shù)：

傳輸線是射頻微波中最基本的元件，其不僅能夠傳輸射頻微波信號(hào)，本身也可以構(gòu)成射頻微波元器件，如阻抗變換器、定向耦合器和濾波器等等。槽線是一種常用的平面?zhèn)鬏斁€，具有結(jié)果簡(jiǎn)單，工作頻率范圍大的優(yōu)點(diǎn)。但槽線縫隙兩邊的耦合電容是由邊緣電容提供的，這種邊緣的耦合電容比較小，因此相對(duì)于耦合電容比較大的微帶線，槽線的特性阻抗比較大，一般都在一百歐姆以上，這樣在通常50歐姆的系統(tǒng)中使用不方便。為了使槽線的特性阻抗保持在50歐姆附近，一般槽線的縫隙間距比較窄。當(dāng)縫隙很窄時(shí)，普通pcb工藝加工的相對(duì)誤差就比較大，是的槽線特性阻抗的偏差也比較大，而且窄縫隙將導(dǎo)致功率容量的下降，這樣就不適合大功率應(yīng)用的場(chǎng)合。另一方面，有時(shí)需要元件跨接槽線的縫隙兩端，而一般表貼的元件封裝尺寸都是定制的，經(jīng)常出現(xiàn)元件封裝尺寸要求的縫隙間距與槽線特性阻抗要求的縫隙間距矛盾的情況，從而影響系統(tǒng)的性能。

在射頻微波系統(tǒng)中，有時(shí)需要水平和垂直兩種不同極化類(lèi)型的傳輸線，特別是在多極化或者圓極化天線的系統(tǒng)中。一般微帶、基片集成波導(dǎo)是垂直極化類(lèi)型傳輸線，而槽線和共面波導(dǎo)是水平極化類(lèi)型的傳輸線，通常這兩種類(lèi)型的傳輸線在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)是分開(kāi)的，這樣導(dǎo)致系統(tǒng)的體積變大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問(wèn)題:本發(fā)明的目的是提出一種基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線，要求該傳輸線能夠支持水平和垂直兩種極化類(lèi)型的模式傳輸；其中支持水平極化傳輸槽線的特性阻抗及相速可調(diào)節(jié)范圍寬、功率容量大，還可以同時(shí)滿(mǎn)足特性阻抗和元件封裝對(duì)縫隙間距的要求。

技術(shù)方案：本發(fā)明的基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線包括介質(zhì)基板、設(shè)置在介質(zhì)基板兩面的上左極板、上右極板、下左極板和下右極板；介質(zhì)基板的上面是上左極板和上右極板，上左極板與上右極板的邊緣平行，上左極板與上右極板邊緣之間有上縫隙；介質(zhì)基板的下面是下左極板和下右極板，下左極板與下右極板的邊緣平行，下左極板與下右極板邊緣之間有下縫隙；左邊金屬化過(guò)孔陣列與右邊金屬化過(guò)孔陣列平行，左邊金屬化過(guò)孔陣列穿過(guò)介質(zhì)基板、連接上左極板和下左極板，右邊金屬化過(guò)孔陣列穿過(guò)介質(zhì)基板、連接上右極板和下右極板；

上左極板、下左極板和左邊金屬化過(guò)孔陣列是電氣相連的，一起構(gòu)成基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線的左極板；上右極板、下右極板和右邊金屬化過(guò)孔陣列是電氣相連的，一起構(gòu)成基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線的右極板；左極板、右極板、左極板和右極板之間的介質(zhì)基板一起構(gòu)成基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線的雙面槽線；

上左極板、下左極板、左邊金屬化過(guò)孔陣列、上左極板和下左極板之間的介質(zhì)基板一起構(gòu)成基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線的基片集成波導(dǎo)。

改變上左極板與上右極板邊緣之間的上縫隙，可以調(diào)節(jié)基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線的雙面槽線的特性阻抗；改變下左極板與下右極板邊緣之間的下縫隙，可以調(diào)節(jié)基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線的雙面槽線的特性阻抗和相速。

改變左邊金屬化過(guò)孔陣列與右邊金屬化過(guò)孔陣列之間的距離，可以調(diào)節(jié)基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線的雙面槽線的特性阻抗和相速；改變左邊金屬化過(guò)孔陣列和右邊金屬化過(guò)孔陣列中相鄰金屬化過(guò)孔的間距，可以調(diào)節(jié)基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線的雙面槽線的特性阻抗和相速。

改變左邊金屬化過(guò)孔陣列中相鄰金屬化過(guò)孔的間距，可以微調(diào)基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線的基片集成波導(dǎo)的特性阻抗和相速。

上左極板和下左極板從左邊金屬化過(guò)孔陣列往左邊偏離雙面槽線的方向的寬度，要大于基片集成波導(dǎo)所傳輸信號(hào)的四分之一工作波長(zhǎng)。

金屬化過(guò)孔陣列中，相鄰金屬化過(guò)孔的間距要小于十分之一波長(zhǎng)。

左極板和右極板電氣不相連，因此基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線的雙面槽線可以傳輸從直流到射頻微波的信號(hào)，而且基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線的雙面槽線的傳輸模式是水平極化的。而基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線的基片集成波導(dǎo)傳輸模式是垂直極化的。

傳輸線的特性阻抗和相速與傳輸線兩個(gè)極板之間的耦合電容有關(guān)。耦合電容越大，特性阻抗越低。普通槽線傳輸線的耦合電容就只靠一個(gè)縫隙之間的邊緣電容提供，而且縫隙電容比較小，因此普通槽線的特性阻抗很難做小。而基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線的雙面槽線的耦合電容由三部分構(gòu)成：上左極板與上右極板邊緣之間上縫隙的邊緣電容，下左極板與下右極板邊緣之間下縫隙的邊緣電容和兩排金屬化過(guò)孔陣列之間的電容。因此基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線的雙面槽線的特性阻抗既可以做得比較小，也可以做得比較大，因此基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線的雙面槽線的特性阻抗可調(diào)節(jié)范圍寬。同理基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線的雙面槽線相速的可調(diào)節(jié)范圍也寬。

在使用中，也可以固定改變上左極板與上右極板邊緣之間的上縫隙間距，以滿(mǎn)足跨接元件封裝尺寸對(duì)間距的要求，這時(shí)可以改變下左極板與下右極板邊緣之間的下縫隙間距、或者改變左邊金屬化過(guò)孔陣列與右邊金屬化過(guò)孔陣列之間的距離，可以調(diào)節(jié)基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線的雙面槽線的特性阻抗和相速，以滿(mǎn)足系統(tǒng)對(duì)特性阻抗或相速的要求。

有益效果：本發(fā)明的基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線的有益效果是，該傳輸線可以支持水平和垂直兩種極化類(lèi)型的模式的傳輸，其中支持水平極化模式傳輸?shù)碾p面槽線的特性阻抗及相速可調(diào)節(jié)范圍寬、功率容量大，還可以同時(shí)滿(mǎn)足特性阻抗和元件封裝對(duì)縫隙間距的要求。

附圖說(shuō)明

圖1為基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線結(jié)構(gòu)橫截面示意圖。

圖中有：介質(zhì)基板1、上左極板11、上右極板12、下左極板13、下右極板14、左邊金屬化過(guò)孔陣列21、右邊金屬化過(guò)孔陣列22、上縫隙31、下縫隙、雙面槽線51和基片集成波導(dǎo)52。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

本發(fā)明所采用的實(shí)施方案是：基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線包括介質(zhì)基板1、設(shè)置在介質(zhì)基板1兩面的上左極板11、上右極板12、下左極板13和下右極板14；介質(zhì)基板1的上面是上左極板11和上右極板12，上左極板11與上右極板12的邊緣平行，上左極板11與上右極板12邊緣之間有上縫隙31；介質(zhì)基板1的下面是下左極板13和下右極板14，下左極板13與下右極板14的邊緣平行，下左極板13與下右極板14邊緣之間有下縫隙32；左邊金屬化過(guò)孔陣列21與右邊金屬化過(guò)孔陣列22平行，左邊金屬化過(guò)孔陣列21穿過(guò)介質(zhì)基板1、連接上左極板11和下左極板13，右邊金屬化過(guò)孔陣列22穿過(guò)介質(zhì)基板1、連接上右極板12和下右極板14；

上左極板11、下左極板13和左邊金屬化過(guò)孔陣列21是電氣相連的，一起構(gòu)成基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線的左極板；上右極板12、下右極板14和右邊金屬化過(guò)孔陣列22是電氣相連的，一起構(gòu)成基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線的右極板；左極板、右極板、左極板和右極板之間的介質(zhì)基板1一起構(gòu)成基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線的雙面槽線51；

上左極板11、下左極板13、左邊金屬化過(guò)孔陣列21、上左極板11和下左極板13之間的介質(zhì)基板1一起構(gòu)成基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線的基片集成波導(dǎo)52。

改變上左極板11與上右極板12邊緣之間的上縫隙31，可以調(diào)節(jié)基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線的雙面槽線51的特性阻抗；改變下左極板13與下右極板14邊緣之間的下縫隙32，可以調(diào)節(jié)基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線的雙面槽線51的特性阻抗和相速。

改變左邊金屬化過(guò)孔陣列21與右邊金屬化過(guò)孔陣列22之間的距離，可以調(diào)節(jié)基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線的雙面槽線51的特性阻抗和相速；改變左邊金屬化過(guò)孔陣列21和右邊金屬化過(guò)孔陣列22中相鄰金屬化過(guò)孔的間距，可以調(diào)節(jié)基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線的雙面槽線51的特性阻抗和相速。

改變左邊金屬化過(guò)孔陣列21中相鄰金屬化過(guò)孔的間距，可以微調(diào)基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線的基片集成波導(dǎo)52的特性阻抗和相速。

上左極板11和下左極板13從左邊金屬化過(guò)孔陣列21往左邊偏離雙面槽線51的方向的寬度，要大于基片集成波導(dǎo)52所傳輸信號(hào)的四分之一工作波長(zhǎng)。

左邊金屬化過(guò)孔陣列21和右邊金屬化過(guò)孔陣列22中，相鄰金屬化過(guò)孔的間距要小于十分之一波長(zhǎng)。

左極板和右極板電氣不相連，因此基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線的雙面槽線51可以傳輸從直流到射頻微波的信號(hào)，而且基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線的雙面槽線51的傳輸模式是水平極化的。而基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線的基片集成波導(dǎo)52傳輸模式是垂直極化的。

傳輸線的特性阻抗和相速與傳輸線兩個(gè)極板之間的耦合電容有關(guān)。耦合電容越大，特性阻抗越低。普通槽線傳輸線的耦合電容就只靠一個(gè)縫隙之間的邊緣電容提供，而且縫隙電容比較小，因此普通槽線的特性阻抗很難做小。而基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線的雙面槽線51的耦合電容由三部分構(gòu)成：上左極板11與上右極板12邊緣之間上縫隙31的邊緣電容，下左極板13與下右極板14邊緣之間下縫隙32的邊緣電容，左邊金屬化過(guò)孔陣列21和右邊金屬化過(guò)孔陣列22之間的電容。因此基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線的的雙面槽線51的特性阻抗既可以做得比較小，也可以做得比較大，因此基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線的雙面槽線51的特性阻抗可調(diào)節(jié)范圍寬。同理基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線的雙面槽線51相速的可調(diào)節(jié)范圍也寬。

在使用中，也可以固定改變上左極板11與上右極板12邊緣之間的上縫隙31間距，以滿(mǎn)足跨接元件封裝尺寸對(duì)間距的要求，這時(shí)可以改變下左極板13與下右極板14邊緣之間的下縫隙32間距、或者改變左邊金屬化過(guò)孔陣列21與右邊金屬化過(guò)孔陣列22之間的距離，可以調(diào)節(jié)基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線的雙面槽線51的特性阻抗和相速，以滿(mǎn)足系統(tǒng)對(duì)特性阻抗或相速的要求。

上極右板12、下右極板14、右邊金屬化過(guò)孔陣列22、上極右板12和下右極板14之間的介質(zhì)基板1一起，也可以再構(gòu)成一個(gè)基片集成波導(dǎo)，這樣基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線可以同時(shí)有三種傳輸線結(jié)構(gòu)：一種雙面槽線和兩種基片集成波導(dǎo)。

在工藝上，基片集成槽線波導(dǎo)組合傳輸線既可以采用普通的印刷電路板(pcb)工藝，也可以采用低溫共燒陶瓷(ltcc)工藝或者cmos、si基片等集成電路工藝實(shí)現(xiàn)。其中左邊金屬化過(guò)孔陣列21和右邊金屬化過(guò)孔陣列22可以是空心金屬通孔也可以是實(shí)心金屬孔，金屬通孔的形狀可以是圓形，也可以是方形或者其他形狀的。

根據(jù)以上所述，便可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。