用于w波段波導(dǎo)—微帶探針轉(zhuǎn)換器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供用于W波段波導(dǎo)—微帶探針轉(zhuǎn)換器，包括矩形波導(dǎo)，減高矩形波導(dǎo)、過渡窗、微帶線導(dǎo)帶、微帶介質(zhì)基片、微帶板大面積地層、微帶傳輸線腔體塊；微帶介質(zhì)基片由波導(dǎo)側(cè)基片、銜接段基片、和傳輸側(cè)基片三部分構(gòu)成；在微帶介質(zhì)基片的頂部設(shè)有微帶線導(dǎo)帶；將微帶介質(zhì)基片與微帶線導(dǎo)帶合稱為微帶探針板；在微帶探針板的底部設(shè)有微帶板大面積地層；微帶探針板的一端經(jīng)減高矩形波導(dǎo)與矩形波導(dǎo)相連接；微帶探針板的另一端的頂部設(shè)有微帶傳輸線腔體塊。有益的技術(shù)效果：本實(shí)用新型體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、易于實(shí)現(xiàn)，器件中的過渡段開槽窗口的長(zhǎng)度尺寸與系統(tǒng)的中心工作頻率成反比關(guān)系，通過改變過渡段開槽窗口的長(zhǎng)度尺寸，滿足W波段不同的工作頻帶。
【專利說明】
用于W波段波導(dǎo)一微帶探針轉(zhuǎn)換器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于毫米波混合集成電路技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種毫米波矩形波導(dǎo)與微帶之間的轉(zhuǎn)換電路，尤其是基于磁耦合原理的用于W波段波導(dǎo)一微帶探針轉(zhuǎn)換器。
【背景技術(shù)】
[0002]矩形波導(dǎo)因具有功率容量大、無輻射損耗、Q值高等特點(diǎn)，成為微波毫米波頻段的重要傳輸媒介，而作為微波混合集成電路和微波單片集成電路基礎(chǔ)的微帶線，因具有體積小、重量輕、使用頻帶寬、可靠性高、制造成本低以及容易實(shí)現(xiàn)微帶電路的小型化和集成化等特點(diǎn)，同樣也是毫米波電路應(yīng)用中十分重要的一種平面?zhèn)鬏斁€。隨著W波段單片集成電路在毫米波電路系統(tǒng)中的快速發(fā)展與應(yīng)用，如何很好地實(shí)現(xiàn)矩形波導(dǎo)與微帶線之間的過渡轉(zhuǎn)換成為研究的前沿?zé)狳c(diǎn)。
[0003]目前，國內(nèi)外已實(shí)用新型以及在工程應(yīng)用中應(yīng)用的毫米波段矩形波導(dǎo)-微帶過渡轉(zhuǎn)換電路形式主要有矩形波導(dǎo)-脊波導(dǎo)-微帶過渡、矩形波導(dǎo)-對(duì)脊鰭線-微帶過渡、矩形波導(dǎo)-微帶探針過渡等。電路都是基于電場(chǎng)激勵(lì)的方式，其中波導(dǎo)-脊波導(dǎo)-微帶過渡雖然是一種簡(jiǎn)單而又有良好過渡特性的結(jié)構(gòu)，但機(jī)械加工精度要求高，在W波段難以實(shí)現(xiàn)。波導(dǎo)-對(duì)脊鰭線-微帶過渡在工作頻段內(nèi)漸變下面的無金屬區(qū)可能出現(xiàn)諧振現(xiàn)象，如果某一諧振頻率正好落入與其相連器件的工作帶寬，就可能使其對(duì)器件產(chǎn)生耦合，從而影響器件的性能，這就導(dǎo)致其設(shè)計(jì)變得復(fù)雜，限制了它的應(yīng)用。耦合探針過渡從同軸探針發(fā)展而來，這種結(jié)構(gòu)能夠在較寬的頻率范圍內(nèi)獲得較小的插入損耗和輸入駐波比，為目前W波段主要過渡方式，但其波導(dǎo)與微帶的傳輸方向垂直，為正交過渡結(jié)構(gòu)，整體尺寸較大，結(jié)構(gòu)不夠緊湊，難以滿足小型化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的要求。因此，為滿足工程需要，且實(shí)現(xiàn)W波段矩形波導(dǎo)一微帶過渡電路的多樣性，尋求一種新技術(shù)、非正交結(jié)構(gòu)的W波段矩形波導(dǎo)一微帶過渡轉(zhuǎn)換電路在W波段毫米波電路系統(tǒng)中是尤其的重要及迫切的需要。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本文實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，實(shí)用新型了一種W波段端接后饋式波導(dǎo)-微帶過渡轉(zhuǎn)換電路，該電路基于矩形波導(dǎo)內(nèi)的磁場(chǎng)耦合原理，實(shí)現(xiàn)了矩形波導(dǎo)和微帶線兩者主模之間電磁場(chǎng)模式的過渡轉(zhuǎn)換。電路為端接后饋式結(jié)構(gòu)，其波導(dǎo)軸線與微帶軸線在同一軸線上，結(jié)構(gòu)緊湊，電路中的過渡段開槽窗口的長(zhǎng)度與系統(tǒng)的中心頻率成反比關(guān)系，可通過改變過渡段開槽窗口的長(zhǎng)度尺寸來調(diào)整中心工作頻率，設(shè)計(jì)靈活。同時(shí)，通過減高波導(dǎo)與微帶高感抗線的預(yù)匹配以及四分之波長(zhǎng)線的微帶阻抗匹配，使得整個(gè)過渡轉(zhuǎn)換電路具有插入損耗小、工作頻帶寬、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、便于拓展應(yīng)用等特點(diǎn)。本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)為:
[0005]用于W波段波導(dǎo)一微帶探針轉(zhuǎn)換器，包括矩形波導(dǎo)I，設(shè)有減高矩形波導(dǎo)2、過渡窗
3、微帶線導(dǎo)帶4、微帶介質(zhì)基片5、微帶板大面積地層6、微帶傳輸線腔體塊7。其中，微帶介質(zhì)基片5由波導(dǎo)側(cè)基片、銜接段基片、和傳輸側(cè)基片三部分構(gòu)成。通過銜接段基片將波導(dǎo)側(cè)基片的一端與傳輸側(cè)基片的一端連接在一起。
[0006]在微帶介質(zhì)基片5的頂部設(shè)有微帶線導(dǎo)帶4。將微帶介質(zhì)基片5與微帶線導(dǎo)帶4合稱為微帶探針板。在微帶探針板的底部設(shè)有微帶板大面積地層6。
[0007]微帶探針板的一端經(jīng)減高矩形波導(dǎo)2與矩形波導(dǎo)I相連接。
[0008]微帶探針板的另一端的頂部設(shè)有微帶傳輸線腔體塊7。
[0009]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:電路由標(biāo)準(zhǔn)BJ900矩形波導(dǎo)、波導(dǎo)腔內(nèi)微帶矩形耦合環(huán)、矩形波導(dǎo)與微帶轉(zhuǎn)換之間的開槽窗口、微帶阻抗匹配電路四部分組成。工作機(jī)理為:首先，利用微帶基片上矩形金屬條帶構(gòu)成磁耦合環(huán)，從BJ900矩形波導(dǎo)終端插入波導(dǎo)中，耦合環(huán)的環(huán)面位于矩形波導(dǎo)寬邊中截面，環(huán)的導(dǎo)體末端終止于矩形波導(dǎo)端壁。當(dāng)電磁波由微帶向矩形波導(dǎo)傳播時(shí)，位于矩形波導(dǎo)內(nèi)的矩形環(huán)相當(dāng)于一個(gè)小型環(huán)天線，矩形環(huán)導(dǎo)體上將有高頻交變電流流過，交變電流將產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，并由此產(chǎn)生交變電場(chǎng)，從而在矩形波導(dǎo)中激勵(lì)起電磁波。用羅侖茲互易定理可知，矩形環(huán)電流激發(fā)的電磁場(chǎng)的TElO振幅系數(shù)正比于TElO模穿過電流小矩形環(huán)的總磁通量，其余模式振幅特性類同，但在矩形波導(dǎo)所有模式的電磁波中，TE 1模的磁場(chǎng)方向與小矩形環(huán)表面垂直，TE 1模穿過電流小圓環(huán)的總磁通量是最大的，其它模式均相對(duì)較小，因此被激發(fā)的TElO模的振幅系數(shù)最大。環(huán)上電流所激發(fā)的磁場(chǎng)所有的磁力線都垂直穿過矩形環(huán)所在的平面，磁力線為平行于矩形波導(dǎo)寬壁，相切于窄壁的一系列閉合線，由于矩形波導(dǎo)按單模傳輸?shù)某叽缭O(shè)計(jì)，除了 TElO主?？梢栽诓▽?dǎo)中傳輸外，其它可能激勵(lì)起的高次模均屬截止模，不能在矩形波導(dǎo)中傳輸，所以，最終電磁場(chǎng)分布為具有與矩形波導(dǎo)主模TElO模完全相同的場(chǎng)結(jié)構(gòu)。因此，利用矩形耦合環(huán)進(jìn)行磁耦合完成了矩形波導(dǎo)到微帶平面電路之間的轉(zhuǎn)換。其次，對(duì)矩形波導(dǎo)與微帶電路之間的端面開槽過渡窗口部分的尺寸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，窗口在符合要求的情況下越小越好，通過設(shè)計(jì)矩形波導(dǎo)開槽窗口的寬度、高度和長(zhǎng)度，使其達(dá)到將波導(dǎo)中的能量傳播到微帶線的要求，并抑制帶內(nèi)諧振。最后，通過阻抗變換設(shè)計(jì)微帶匹配電路，利用四分之一波長(zhǎng)線實(shí)現(xiàn)阻抗匹配到50歐母?jìng)鬏斁€。由此，通過矩形環(huán)的磁耦合、開槽窗口的優(yōu)化以及匹配電路的設(shè)計(jì)，最終實(shí)現(xiàn)了基于磁耦合的W波段端接后饋式波導(dǎo)-微帶過渡轉(zhuǎn)換電路。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0011]1、本實(shí)用新型打破了過渡轉(zhuǎn)換電路均基于電場(chǎng)耦合原理的束縛，證明了利用磁耦合原理是可以實(shí)現(xiàn)毫米波特別是3_頻段端接后饋式矩形波導(dǎo)-微帶過渡轉(zhuǎn)換，工作帶寬大于6GHz，駐波小于1.1，插入損耗小于0.15dB，性能指標(biāo)良好，在理論研究和工程應(yīng)用中具有一定的價(jià)值。
[0012]2、本實(shí)用新型電路中的過渡段開槽窗口的長(zhǎng)度尺寸與電路的中心工作頻率成反比關(guān)系，對(duì)于W波段的不同工作頻段，只需改變過渡段開槽窗口的長(zhǎng)度，即可在不改變6GHz帶寬的情況下獲得所需工作頻帶，且該設(shè)計(jì)方案適合于毫米波、亞毫米波等頻段，具有設(shè)計(jì)靈活、便于拓展應(yīng)用等特點(diǎn)。
[0013]3、本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)中微帶電路與BJ900矩形波導(dǎo)末端相連，為端接后饋式結(jié)構(gòu)，矩形波導(dǎo)軸線與微帶軸線在同一軸線上，相比于現(xiàn)有的垂直過渡結(jié)構(gòu)，具有體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、易于實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，可更好的滿足小型化的要求，提供了一種可供設(shè)計(jì)選擇的新型結(jié)構(gòu)。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的立體示意圖。
[0015]圖2為圖1背面的立體示意圖。
[0016]圖3為圖1的俯視圖。
[0017]圖4為圖3的A-A剖視圖。
[0018]圖5為圖1的右視圖。
[0019]圖6為圖1的主視圖。
[0020]圖7為圖6的B-B剖視圖。
[0021]圖8為圖1的爆炸圖組裝示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]現(xiàn)結(jié)合說明書附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的解釋。
[0023]參見圖1、2、3、6、7和8，用于W波段波導(dǎo)一微帶探針轉(zhuǎn)換器，包括矩形波導(dǎo)I，減高矩形波導(dǎo)2、過渡窗3、微帶線導(dǎo)帶4、微帶介質(zhì)基片5、微帶板大面積地層6、微帶傳輸線腔體塊
7。其中，過渡窗3為起銜接作用的塊體，如圖3、4和7所示。參見圖7和8，微帶介質(zhì)基片5由波導(dǎo)側(cè)基片、銜接段基片、和傳輸側(cè)基片三部分構(gòu)成。通過銜接段基片將波導(dǎo)側(cè)基片的一端與傳輸側(cè)基片的一端連接在一起。波導(dǎo)側(cè)基片、銜接段基片、和傳輸側(cè)基片均為矩形塊。以微帶介質(zhì)基片5的長(zhǎng)度方向和寬度方向，作為波導(dǎo)側(cè)基片、銜接段基片、和傳輸測(cè)基片的長(zhǎng)度方向和寬度方向。參見圖2、5、6和7，銜接段基片的面積<波導(dǎo)側(cè)基片的面積< 傳輸測(cè)基片的面積。參見圖7和8，在微帶介質(zhì)基片5的頂部設(shè)有微帶線導(dǎo)帶4。將微帶介質(zhì)基片5與微帶線導(dǎo)帶4合稱為微帶探針板。在微帶探針板的底部設(shè)有微帶板大面積地層6。參見圖1、4和6，微帶探針板的一端經(jīng)減高矩形波導(dǎo)2與矩形波導(dǎo)I相連接。微帶探針板的另一端的頂部設(shè)有微帶傳輸線腔體塊7。
[0024]進(jìn)一步說，波導(dǎo)側(cè)基片的體積不大于減高矩形波導(dǎo)2的體積。在減高矩形波導(dǎo)2上開有I個(gè)凹槽。所述減高矩形波導(dǎo)2上的凹槽與波導(dǎo)側(cè)基片相匹配，即波導(dǎo)側(cè)基片安裝在減高矩形波導(dǎo)2的凹槽中。過渡窗3、微帶傳輸線腔體塊7均為為矩形塊。其中，過渡窗3的底面與銜接段基片的頂面輪廓相匹配，微帶傳輸線腔體塊7的底面與傳輸測(cè)基片的頂面輪廓相匹配。
[0025]進(jìn)一步說，參見圖5和6，矩形波導(dǎo)I的寬度與減高矩形波導(dǎo)2的寬度相等。矩形波導(dǎo)I的高度大于減高矩形波導(dǎo)2的高度0.24毫米。矩形波導(dǎo)I高度方向的中分面與減高矩形波導(dǎo)2高度方向的中分面相互重合。
[0026]進(jìn)一步說，參見圖1、4和5，在銜接段基片的底部、傳輸測(cè)基片的底部覆蓋有微帶板大面積地層6，換言之，波導(dǎo)側(cè)基片的底部與微帶板大面積地層6不接觸，波導(dǎo)側(cè)基片的底部與矩形波導(dǎo)I的凹槽直接接觸。
[0027]進(jìn)一步說，參見圖7和8，微帶線導(dǎo)帶4由磁耦合矩形環(huán)9、接地線10、微帶阻抗線11、阻抗變換線12、微帶傳輸線13構(gòu)成。其中:磁耦合矩形環(huán)9為由4條邊組成的“口”字形結(jié)構(gòu)件。在靠近微帶板大面積地層6—側(cè)的磁耦合矩形環(huán)9的邊上設(shè)有開口，將該邊分成2段，依次稱為第一半環(huán)91、第二半環(huán)92。第一半環(huán)91與微帶阻抗線11的一端相連接，微帶阻抗線11的另一端與阻抗變換線12的一端相連接，波長(zhǎng)阻抗變換線12的另一端與微帶傳輸線13的一端相連接。第二半環(huán)92與接地線10的一端相連接。
[0028]進(jìn)一步說，參見圖7和8，磁耦合矩形環(huán)9位于波導(dǎo)側(cè)基片的頂部。接地線10、微帶阻抗線11位于銜接段基片的頂部。阻抗變換線12、微帶傳輸線13位于傳輸側(cè)基片的頂部。
[0029]進(jìn)一步說，參見圖7和8，將靠近矩形波導(dǎo)I一側(cè)的磁耦合矩形環(huán)9的邊稱為波導(dǎo)側(cè)環(huán)邊93。波導(dǎo)側(cè)環(huán)邊93的長(zhǎng)度方向的中心線、微帶阻抗線11的寬度方向的中心線、阻抗變換線12的寬度方向的中心線、微帶傳輸線13的寬度方向的中心線相互重合。
[0030]進(jìn)一步說，參見圖7和8，第二半環(huán)92的另一端與第一半環(huán)91的一端相連接。矩形波導(dǎo)I的型號(hào)為BJ900。第一半環(huán)91、第二半環(huán)92、波導(dǎo)側(cè)環(huán)邊93的寬度均為0.15毫米。微帶介質(zhì)基片5的材質(zhì)為1?<^6^0111'；[0(15880，厚度為0.1271111]1。微帶阻抗線11的阻值為71歐母。阻抗變換線12長(zhǎng)為I毫米。微帶傳輸線13的阻值為50歐母過渡窗3。過渡窗3的寬為0.6mm，高為
0.5mm，長(zhǎng)為0.22mm?0.32mm。優(yōu)選的方案是:過渡窗3的尺寸為寬0.6mm,高0.5mm，長(zhǎng)
0.25mm0
[0031 ]進(jìn)一步說，本實(shí)用新型應(yīng)用于W波段時(shí)，過渡窗3的長(zhǎng)度為0.25_，能夠滿足工作頻率90GHz?98GHz的使用。
[0032]通過調(diào)節(jié)過渡窗3的長(zhǎng)度，可滿足85GHz?10GHz的工作頻率范圍，突破了相同形式的端接后饋式結(jié)構(gòu)過渡器件只能達(dá)到40GHz的瓶頸技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了 W波段85GHz?10GHz的端接后饋式過渡器件。
[0033]結(jié)合圖6和3，從另一個(gè)角度闡述和解釋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。本實(shí)用新型的W波段矩形波導(dǎo)一微帶轉(zhuǎn)換電路主視圖如附圖6，電路由BJ900標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)、減高矩形波導(dǎo)、波導(dǎo)與微帶過渡之間開槽窗口、微帶線導(dǎo)帶、Rogers Dur1d5880微帶介質(zhì)基片、微帶板大面積地層、微帶傳輸線腔體組成，微帶電路與BJ900矩形波導(dǎo)末端相連，為端接后饋的結(jié)構(gòu)形式。
[0034]電路俯視圖如圖3所示。波導(dǎo)口尺寸為2.54mmX 1.27mm的BJ900標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)在傳輸末端進(jìn)行減高，變換為波導(dǎo)口尺寸為2.3mmX 1.27mm、長(zhǎng)度為1.05mm的矩形波導(dǎo)，這樣在電磁波模式轉(zhuǎn)換過程中起到一定的阻抗預(yù)匹配作用。在減高波導(dǎo)終端處建立與微帶傳輸線間的開槽窗口，窗口的位置有特定要求:垂直方向上，在放置微帶傳輸線后，使得微帶板的導(dǎo)帶處于矩形波導(dǎo)寬邊的中心截面。水平方向上，窗口的寬邊中心位于矩形波導(dǎo)的窄邊中心處。窗口的寬度、高度和長(zhǎng)度應(yīng)達(dá)到將波導(dǎo)中的能量傳播到微帶線的要求，并抑制高次模、帶內(nèi)諧振等，且窗口尺寸在符合要求的情況下越小越好，對(duì)于94GHz的中心頻率，其所對(duì)應(yīng)的窗口尺寸為0.25mmX 0.6mmX 0.5mm。微帶傳輸線采用厚度為0.127mm、介電常數(shù)為2.2的Rogers Dur1d5880介質(zhì)基片。處于矩形波導(dǎo)外部的微帶介質(zhì)板，均覆有同基板相同底面積的大面積地層，作為微波信號(hào)的傳輸?shù)?，且通過鍍金以適用于微帶板微組裝的燒結(jié)。為避免腔體諧振，微帶傳輸線腔體尺寸也不宜過大，能保證微組裝順利裝配即可。從終端插入減高矩形波導(dǎo)內(nèi)的微帶基片，根據(jù)磁耦合原理，其底部無金屬層，在微帶基片上部，則由矩形金屬條帶構(gòu)成用于微波信號(hào)能量耦合過渡的磁耦合矩形環(huán)，矩形環(huán)的環(huán)面位于矩形波導(dǎo)寬邊中截面，環(huán)的起始端相連與開槽窗口部分的微帶線，末端終止于開槽窗口側(cè)壁，并完成接地。開槽窗口部分的微帶高阻抗線，用于抵消矩形環(huán)產(chǎn)生的電容效應(yīng)。
[0035]當(dāng)電磁波由矩形波導(dǎo)向微帶傳播時(shí)，波導(dǎo)內(nèi)交變磁場(chǎng)的磁力線都垂直穿過矩形環(huán)所在的平面，在矩形環(huán)導(dǎo)體上將有高頻交變電流產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)矩形波導(dǎo)到微帶平面電路之間的轉(zhuǎn)換，但由于矩形波導(dǎo)與微帶線的特性阻抗相差較大，因此，經(jīng)減高波導(dǎo)與開槽窗口部分高阻抗微帶線進(jìn)行預(yù)匹配后，仍需利用四分之一波長(zhǎng)阻抗變換線來最終實(shí)現(xiàn)阻抗匹配到50Ω微帶傳輸線。
[0036]由此，利用磁耦合原理，通過把矩形波導(dǎo)中TEiq模場(chǎng)結(jié)構(gòu)將逐漸轉(zhuǎn)化為TEM模，再經(jīng)過匹配電路轉(zhuǎn)換為微帶線中的準(zhǔn)TEM模的場(chǎng)結(jié)構(gòu)，最終實(shí)現(xiàn)了 W頻段微帶線與矩形波導(dǎo)之間的過渡轉(zhuǎn)換。端接后饋式轉(zhuǎn)換器的工作帶寬大于6GHz，在微帶傳輸線長(zhǎng)為2mm時(shí)，插入損耗小于0.15dB，駐波小于1.1，回波損耗大于27dB，在中心頻率94GHz處，駐波小于1.01，回波損耗大于45dB，接近理論值，同時(shí)，可通過改變開槽窗口的長(zhǎng)度尺寸來調(diào)整中心頻率，開槽尺寸增加，中心頻率降低，開槽尺寸減小，中心頻率升高，設(shè)計(jì)靈活，滿足W頻段不同工作頻率的設(shè)計(jì)要求。
[0037]本實(shí)用新型基于矩形波導(dǎo)內(nèi)的磁場(chǎng)耦合原理，實(shí)現(xiàn)了矩形波導(dǎo)和微帶線兩者主模之間電磁場(chǎng)模式的過渡轉(zhuǎn)換，打破了過渡轉(zhuǎn)換電路均基于電場(chǎng)親合原理的束縛，在實(shí)踐中達(dá)成了利用磁耦合原理實(shí)現(xiàn)3mm頻段端接后饋式矩形波導(dǎo)-微帶過渡轉(zhuǎn)換。本實(shí)用新型為端接后饋式結(jié)構(gòu)，其波導(dǎo)軸線與微帶軸線在同一軸線上，體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、易于實(shí)現(xiàn)，器件中的過渡段開槽窗口的長(zhǎng)度尺寸與系統(tǒng)的中心工作頻率成反比關(guān)系，可通過改變過渡段開槽窗口的長(zhǎng)度尺寸，來滿足W波段不同的工作頻帶，工作頻率點(diǎn)設(shè)計(jì)靈活。通過減高波導(dǎo)與微帶高感抗線的預(yù)匹配以及四分之波長(zhǎng)線的微帶阻抗匹配電路，器件工作帶寬達(dá)到6GHz以上，插入損耗小于0.15dB，駐波小于1.1，回波損耗大于27dB，在中心頻率94GHz處，駐波小于1.01，回波損耗大于45dB，接近理論值。相比于現(xiàn)有的過渡結(jié)構(gòu)，整個(gè)過渡轉(zhuǎn)換器具有插入損耗小、頻帶寬、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、便于拓展應(yīng)用等特點(diǎn)，可更好的滿足小型化的要求，提供了一種可供設(shè)計(jì)選擇的新型結(jié)構(gòu)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.用于W波段波導(dǎo)一微帶探針轉(zhuǎn)換器，包括矩形波導(dǎo)(I)，其特征在于:設(shè)有減高矩形波導(dǎo)(2)、過渡窗(3)、微帶線導(dǎo)帶(4)、微帶介質(zhì)基片(5)、微帶板大面積地層(6)、微帶傳輸線腔體塊(7);其中， 微帶介質(zhì)基片(5)由波導(dǎo)側(cè)基片、銜接段基片、和傳輸側(cè)基片三部分構(gòu)成;通過銜接段基片將波導(dǎo)側(cè)基片的一端與傳輸側(cè)基片的一端連接在一起； 在微帶介質(zhì)基片(5)的頂部設(shè)有微帶線導(dǎo)帶(4);將微帶介質(zhì)基片(5)與微帶線導(dǎo)帶(4)合稱為微帶探針板;在微帶探針板的底部設(shè)有微帶板大面積地層(6); 微帶探針板的一端經(jīng)減高矩形波導(dǎo)(2)與矩形波導(dǎo)(I)相連接； 微帶探針板的另一端的頂部設(shè)有微帶傳輸線腔體塊(7)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于W波段波導(dǎo)一微帶探針轉(zhuǎn)換器，其特征在于:波導(dǎo)側(cè)基片的體積不大于減高矩形波導(dǎo)(2)的體積。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于W波段波導(dǎo)一微帶探針轉(zhuǎn)換器，其特征在于:矩形波導(dǎo)(I)的寬度與減高矩形波導(dǎo)(2)的寬度相等。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于W波段波導(dǎo)一微帶探針轉(zhuǎn)換器，其特征在于:在銜接段基片的底部、傳輸測(cè)基片的底部覆蓋有微帶板大面積地層(6)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于W波段波導(dǎo)一微帶探針轉(zhuǎn)換器，其特征在于:微帶線導(dǎo)帶(4)由磁耦合矩形環(huán)(9)、接地線(10)、微帶阻抗線(11)、阻抗變換線(12)、微帶傳輸線(13)構(gòu)成;其中: 磁耦合矩形環(huán)(9)為由4條邊組成的“口”字形結(jié)構(gòu)件;在靠近微帶板大面積地層(6) —側(cè)的磁耦合矩形環(huán)(9)的邊上設(shè)有開口，將該邊分成2段，依次稱為第一半環(huán)(91)、第二半環(huán)(92)； 第一半環(huán)(91)與微帶阻抗線(11)的一端相連接， 微帶阻抗線(11)的另一端與阻抗變換線(12)的一端相連接， 波長(zhǎng)阻抗變換線(12)的另一端與微帶傳輸線(13)的一端相連接； 第二半環(huán)(92)與接地線(10)的一端相連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于W波段波導(dǎo)一微帶探針轉(zhuǎn)換器，其特征在于:磁耦合矩形環(huán)(9)位于波導(dǎo)側(cè)基片的頂部。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于W波段波導(dǎo)一微帶探針轉(zhuǎn)換器，其特征在于:將靠近矩形波導(dǎo)(I) 一側(cè)的磁耦合矩形環(huán)(9)的邊稱為波導(dǎo)側(cè)環(huán)邊(93);波導(dǎo)側(cè)環(huán)邊(93)的長(zhǎng)度方向的中心線、微帶阻抗線(11)的寬度方向的中心線、阻抗變換線(12 )的寬度方向的中心線、微帶傳輸線(13)的寬度方向的中心線相互重合。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于W波段波導(dǎo)一微帶探針轉(zhuǎn)換器，其特征在于:矩形波導(dǎo)(I)的型號(hào)為BJ900;微帶介質(zhì)基片(5)的材質(zhì)為Rogers 0111'；[0(15880，厚度為0.127臟;微帶阻抗線(11)的阻值為71歐母;阻抗變換線(12)長(zhǎng)為I毫米;微帶傳輸線(13)的阻值為50歐母過渡窗(3);過渡窗(3)的寬為0.6mm，高為0.5mm，長(zhǎng)為0.22mm?0.32mm。
【文檔編號(hào)】H01P5/107GK205666315SQ201620538003
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月6日
【發(fā)明人】劉志紅, 張瑞
【申請(qǐng)人】中國電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所