基于探針饋電的微帶到基片集成波導(dǎo)的平衡式過(guò)渡電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，更具地說(shuō)，涉及一種基于探針饋電的微帶到基片集成波導(dǎo)的平衡式過(guò)渡電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在微波毫米波的商業(yè)和軍事通信系統(tǒng)中，微帶和基片集成波導(dǎo)為能夠有效地在各種模塊之間傳輸高頻信號(hào)的兩種常用的傳輸線。微帶傳輸線路通常用于連接多個(gè)有源電路的模塊包括晶體管、單片微波集成電路(MMIC)以及各種表面安裝的組件。而基片集成波導(dǎo)由于兼具金屬波導(dǎo)Q值高、損耗低和功率容量大的特點(diǎn)，同時(shí)又易于加工和平面集成，成為天線饋電網(wǎng)絡(luò)、高品質(zhì)因數(shù)濾波器等的低損耗傳輸線的首選。
[0003]在一個(gè)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使用不同類型的傳輸線是有利的，如微帶線和基片集成波導(dǎo)共存的模塊。在這方面，當(dāng)基片集成波導(dǎo)模塊連接到微帶模塊時(shí)就需要一個(gè)微帶到基片集成波導(dǎo)的過(guò)渡器件。在許多應(yīng)用中，這些過(guò)渡器件被安裝在多層面板的表面?；谄矫婊?、易于制造以及尺寸緊湊的寬帶微帶-基片集成波導(dǎo)過(guò)渡設(shè)計(jì)非常重要。
[0004]平衡式電路由于其電路形式的對(duì)稱性和信號(hào)的反相特性而受到越來(lái)越多的研宄和關(guān)注。與傳統(tǒng)的單端微波電路相比，平衡式電路的優(yōu)點(diǎn)包括:諧波抑制、高線性度、抗干擾能力強(qiáng)(通常外界噪聲都是共模信號(hào))、高可靠性和高輸出功率(兩個(gè)差分電路的功率合成)等。因此，在當(dāng)前的微波單片集成電路(MMIC)和射頻集成電路(RFIC)中，平衡/差分模式被廣泛采用。因此非常有必要開(kāi)發(fā)微帶-基片集成波導(dǎo)的平衡式過(guò)渡設(shè)計(jì)，以用于平衡式電路中。
[0005]傳統(tǒng)的微帶到基片集成波導(dǎo)的平衡式過(guò)渡設(shè)計(jì)大都是由不同形式的探針饋電來(lái)構(gòu)成的，其中較好的設(shè)計(jì)是通過(guò)探針伸入基片集成波導(dǎo)，與基片集成波導(dǎo)耦合，但是由于探針饋電需要一定的長(zhǎng)度，這使得基板厚度比較厚，基片的選材比較困難。對(duì)于工作帶寬來(lái)說(shuō)，此類設(shè)計(jì)為17%，另外此類設(shè)計(jì)對(duì)共模抑制這方面的性能沒(méi)有進(jìn)行評(píng)估。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對(duì)傳統(tǒng)的探針饋電來(lái)實(shí)現(xiàn)微帶到基片集成波導(dǎo)的過(guò)渡，造成基板厚度大，以及對(duì)基板的厚度要求嚴(yán)格而造成的基板選擇不方便的缺陷，提供一種基于探針饋電的微帶到基片集成波導(dǎo)的平衡式過(guò)渡電路，實(shí)現(xiàn)了差分信號(hào)從微帶傳輸線到基片集成波導(dǎo)傳輸?shù)亩鄬赢惷孢^(guò)渡，簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)，減少厚度，且易于制造，增加了差模帶寬，共模抑制效果好，抗干擾能力強(qiáng)以及可靠性高。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是:提供一種基于探針饋電的微帶到基片集成波導(dǎo)的平衡式過(guò)渡電路，包括第一介質(zhì)基板、第二介質(zhì)基板、第三介質(zhì)基板、第一金屬貼片、第二金屬貼片、兩個(gè)輸入輸出傳輸線組以及四個(gè)諧振器；兩個(gè)所述輸入輸出傳輸線組對(duì)稱設(shè)置于所述第一介質(zhì)基板上表面兩端，每個(gè)所述輸入/輸出傳輸線組包括鏡像設(shè)置的兩條輸入/輸出傳輸線；所述第一介質(zhì)基板的下表面與所述第二介質(zhì)基板的上表面連接；所述第二介質(zhì)基板和所述第三介質(zhì)基板上分別設(shè)置有多個(gè)第一金屬化通孔以構(gòu)成基片集成波導(dǎo)，所述第一金屬貼片設(shè)置于所述第二介質(zhì)基板的上表面以構(gòu)成所述輸入輸出傳輸線組的地；所述第二介質(zhì)基板的下表面與所述第三介質(zhì)基板的上表面連接；四個(gè)所述諧振器兩兩一組對(duì)稱設(shè)置于所述第三介質(zhì)基板上表面的兩端；所述第二金屬貼片設(shè)置于所述第三介質(zhì)基板的下表面以構(gòu)成基片集成波導(dǎo)的地；四個(gè)第二金屬化通孔兩兩一組對(duì)稱設(shè)置于所述第一介質(zhì)基板兩端并貫穿所述第一介質(zhì)基板、所述第一金屬貼片以及所述第二介質(zhì)基板；一組中的兩個(gè)所述第二金屬化通孔分別與同一側(cè)的兩條輸入/輸出傳輸線的輸入/輸出端的位置以及同一側(cè)的兩個(gè)諧振器的中心位置相對(duì)應(yīng)；一組中的兩個(gè)所述第二金屬化通孔相距半個(gè)波長(zhǎng)。
[0008]優(yōu)選地，多個(gè)第一金屬化通孔圍成矩形。
[0009]優(yōu)選地，所述第二介質(zhì)基板以及所述第三介質(zhì)基板上還包括由多個(gè)第三金屬化通孔構(gòu)成的感性窗。
[0010]優(yōu)選地，所述感性窗位于多個(gè)第一金屬化通孔圍成矩形的中心。
[0011]優(yōu)選地，所述感性窗為矩形，由分別位于矩形四個(gè)頂點(diǎn)的四組第三金屬化通孔組成，每組中包括兩個(gè)第三金屬化通孔。
[0012]優(yōu)選地，所述諧振器為矩形的金屬貼片。
[0013]本發(fā)明的基于探針饋電的微帶到基片集成波導(dǎo)的平衡式過(guò)渡電路具有以下有益效果:平衡式過(guò)渡的輸入/輸出傳輸線通過(guò)相距半波長(zhǎng)的第二金屬化通孔組成的探針和諧振器饋入到基片集成波導(dǎo)，使差分信號(hào)通過(guò)，共模信號(hào)被抑制，貼片諧振器與下方的基片集成波導(dǎo)(由第三介質(zhì)基板與第一金屬化通孔構(gòu)成)的底面形成的等效電容能降低對(duì)探針長(zhǎng)度的要求，從而降低對(duì)基片集成波導(dǎo)厚度的要求，減少了電路厚度。
[0014]另外，通過(guò)在基片集成波導(dǎo)中增加金屬化通孔構(gòu)成的感性窗，增加差模響應(yīng)的帶寬。同時(shí)評(píng)估了共模信號(hào)的抑制能力，具有較好的共模抑制效果。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明的基于探針饋電的微帶到基片集成波導(dǎo)的平衡式過(guò)渡電路第一實(shí)施例的三維結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明的基于探針饋電的微帶到基片集成波導(dǎo)的平衡式過(guò)渡電路第一實(shí)施例的側(cè)視圖；
[0017]圖3為本發(fā)明的基于探針饋電的微帶到基片集成波導(dǎo)的平衡式過(guò)渡電路第一實(shí)施例中第一介質(zhì)基板上表面上電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖4為本發(fā)明的基于探針饋電的微帶到基片集成波導(dǎo)的平衡式過(guò)渡電路第一實(shí)施例中第一金屬貼片的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖5為本發(fā)明的基于探針饋電的微帶到基片集成波導(dǎo)的平衡式過(guò)渡電路第一實(shí)施例中第二介質(zhì)基板的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖6為本發(fā)明的基于探針饋電的微帶到基片集成波導(dǎo)的平衡式過(guò)渡電路第一實(shí)施例中第三介質(zhì)基板上表面的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖7為本發(fā)明的基于探針饋電的微帶到基片集成波導(dǎo)的平衡式過(guò)渡電路第一示例的仿真結(jié)果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的解釋說(shuō)明。
[0023]圖1為本發(fā)明的基于探針饋電的微帶到基片集成波導(dǎo)的平衡式過(guò)渡電路100第一實(shí)施例的三維結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，在本實(shí)施例中，基于探針饋電的微帶到基片集成波導(dǎo)的平衡式過(guò)渡電路100包括第一介質(zhì)基板1、第二介質(zhì)基板2、第三介質(zhì)基板3、第一金屬貼片4、第二金屬貼片5、兩個(gè)輸入輸出傳輸線組6以及四個(gè)諧振器7。
[0024]其中，兩個(gè)輸入輸出傳輸線組6對(duì)稱設(shè)置于第一介質(zhì)基板I上表面兩端，每個(gè)輸入/輸出傳輸線組6包括鏡像設(shè)置的兩條輸入/輸出傳輸線，例如在第一介質(zhì)基板I左端的為鏡像設(shè)置的兩條輸入傳輸線，右端的為鏡像設(shè)置的兩條輸出傳輸線。若第一介質(zhì)基板I左端的為兩條輸出傳輸線，右端的則為兩條輸入傳輸線。第一介質(zhì)基板I的下表面與第二介質(zhì)基板2的上表面連接。
[0025]第二介質(zhì)基板2和第三介質(zhì)基板3上分別設(shè)置有多個(gè)第一金屬化通孔8，多個(gè)第一金屬化通孔8均勻分布，圍成一個(gè)矩形，構(gòu)成基片集成波導(dǎo)。第一金屬貼片4設(shè)置于第二介質(zhì)基板2的上表面以構(gòu)成輸入輸出傳輸線組6的地。第二介質(zhì)基板2的下表面與第三介質(zhì)基板3的上表面連接。四個(gè)諧振器7兩兩一組對(duì)稱設(shè)置于第三介質(zhì)基板3上表面的兩端，在本實(shí)施例中，諧振器7為矩形的金屬貼片。第二金屬貼片5設(shè)置于第三介質(zhì)基板3的下表面以構(gòu)成基片集成波導(dǎo)的地。
[0026]四個(gè)第二金屬化通孔9兩兩一組對(duì)稱設(shè)置于第一介質(zhì)基板I兩端，并且四個(gè)第二金屬化通孔9均貫穿第一介質(zhì)基板1、第一金屬貼片4以及第二介質(zhì)基板2。第二金屬化通孔9即為探針。每組中的兩個(gè)第二金屬化通孔9相距半個(gè)波長(zhǎng)，且分別與同一側(cè)的兩條輸入/輸出傳輸線的輸入/輸出端的位置以及同一側(cè)的兩個(gè)諧振器7的中心位置相對(duì)應(yīng)。例如，第一介質(zhì)基板I左側(cè)的為兩條輸入傳輸線，則左側(cè)兩個(gè)第二金屬化通孔9的位置與這兩條輸入傳輸線的輸入端的位置一一對(duì)應(yīng)，還與同一側(cè)的兩個(gè)諧振器7的中心位置一一對(duì)應(yīng)。也就是說(shuō)，同一側(cè)的兩條輸入/輸出傳輸線的輸入/輸出端相距半個(gè)波長(zhǎng)，同一側(cè)的兩個(gè)諧振器7的中心相距半個(gè)波長(zhǎng)。
[0027]另外，在第二介質(zhì)基板2以及第三介質(zhì)基板3上多個(gè)第一金屬化通孔8圍成的矩形的中心位置還分別設(shè)置有由多個(gè)第三金屬化通孔10構(gòu)成的感性窗，優(yōu)選地，感性窗為矩形，且