微带线到折叠型基片集成波导的宽带过渡结构制造技术

本发明专利技术公开了一种微带线到折叠型基片集成波导的宽带过渡结构，利用带状线作为微带线和折叠型基片集成波导的中间媒介，通过在中间金属导带的两侧添加连接上下接地板的金属通孔，抑制高次模的辐射，获得更小的泄露损耗。本发明专利技术是一种更宽频带的微带线到折叠型基片集成波导过渡，研究微带线和带状线间的模式转换和模式抑制，利用带状线作为微带线和FSIW的中间媒介，实现单层板传输线到多层板传输线的过渡，从而实现折叠型基片集成波导的广泛应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种微带线到折叠型基片集成波导的宽带过渡结构，属于微波

技术介绍
随着集成电路技术的出现和不断地发展完善，微带线、带状线、槽线等传输线在微波
被广泛地应用。它们具有质量轻、成本低且易于平面化集成的优点。但是无法满足大功率容量电路的设计要求，并且高频辐射严重。基片集成波导的提出不仅解决了这些问题，还具有平面化集成的优点。折叠型基片集成波导是在基片集成波导的基础上提出的，减小了电路的尺寸，引起了广大研究者的兴趣。通过与平面电路集成，已经被应用于微波滤波器和天线中，使得电路的尺寸进一步降低了。但是宽带的过渡是折叠型基片集成波导能否被广泛应用的前提。本专利技术设计的宽带微带线到折叠型基片集成波导的过渡，解决了这类问题。不同的波导结构所支持的电磁波模式也是不同的，它们之间的连接离不开过渡。过渡起着模式转换和调节阻抗匹配的作用。对集成电路中的其他模块而言，就像同一种传输线一样，几乎没有反射。成熟的传输线理论和电路理论是设计该过渡的基础。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种微带线到折叠型基片集成波导的宽带过渡结构，是一种更宽频带的微带线到折叠型基片集成波导过渡，研究微带线和带状线间的模式转换和模式抑制，利用带状线作为微带线和FSIW的中间媒介，实现单层板传输线到多层板传输线的过渡，从而实现折叠型基片集成波导的广泛应用。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：本专利技术提供一种微带线到折叠型基片集成波导的宽带过渡结构，包括上、下层介质基板、顶层金属层、中间金属层、底层金属层、第一和第二金属通孔列，顶层金属层位于上层介质基板的上表面，中间金属层位于上、下层介质基板之间，底层金属层位于下层介质基板的下表面；第一、第二金属通孔列平行，且与顶层金属层、中间金属层、底层金属层构成FSIW，其中，第一金属通孔列连通顶层金属层、中间金属层、底层金属层，第二金属通孔列连通顶层金属层、底层金属层，第二金属通孔列与中间金属层之间存在间隙；中间金属层上设置有第一、第二带状线以及第一、第二微带线，其中，第一、第二带状线分别与FSIW中间金属层靠近第二金属通孔列一侧的两端连接，用以激励FSIW；第一、第二微带线分别与第一、第二带状线连接，作为输入端口。作为本专利技术的进一步优化方案，第一、第二微带线的特性阻抗均为50欧姆。作为本专利技术的进一步优化方案，在第一带状线的两侧对称设置有第一金属通孔组，用以抑制带状线不连续处的高次模向外扩散。作为本专利技术的进一步优化方案，在第二带状线的两侧对称设置有第二金属通孔组，用以抑制带状线不连续处的高次模向外扩散。作为本专利技术的进一步优化方案，在第一、第二带状线与FSIW中间金属层连接处且在第一、第二金属通孔列之间，还设置有一对连通顶层金属层、中间金属层、底层金属层的金属通孔，用于调节输入阻抗的匹配。作为本专利技术的进一步优化方案，第三金属通孔距离第一金属通孔列1.2mm。作为本专利技术的进一步优化方案，第一、第二带状线均为长3mm、宽1.5mm。作为本专利技术的进一步优化方案，上、下层介质基板的厚度相同。本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：采用本专利技术微带线到折叠型基片集成波导的宽带过渡结构，能够有效地扩展相应微波集成电路的带宽；本专利技术的结构继承了传统矩形波导的辐射损耗低，功率容量大的特点，并且避免了基片集成波导在低频尺寸太大的缺点。附图说明图1是本专利技术的三维结构图。图2是顶层金属层的结构图。图3是中间金属层的结构图。图4是底层金属层的结构图。其中，1-上层介质基板；2-下层介质基板；3-第一、第二带状线；4-第一、第二微带线；5-FSIW；6-顶层金属层；7-第二金属通孔列；8-第一金属通孔列；9-第二金属通孔组；10-第一金属通孔组；11-金属通孔；12-FSIW中间金属层；13-中间金属层；14-底层金属层。图5是本专利技术实施例的仿真和测量的S参数图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明：本专利技术提供一种微带线到折叠型基片集成波导的宽带过渡结构，如图1至4所示，包括上、下层介质基板、顶层金属层、中间金属层、底层金属层、第一和第二金属通孔列，顶层金属层位于上层介质基板的上表面，中间金属层位于上、下层介质基板之间，底层金属层位于下层介质基板的下表面。第一、第二金属通孔列平行，且与顶层金属层、中间金属层、底层金属层构成FSIW，其中，第一金属通孔列连通顶层金属层、中间金属层、底层金属层，第二金属通孔列连通顶层金属层、底层金属层，第二金属通孔列与中间金属层之间存在间隙。中间金属层上设置有第一、第二带状线以及第一、第二微带线，其中，第一、第二带状线分别与FSIW中间金属层靠近第二金属通孔列一侧的两端连接，用以激励FSIW；第一、第二微带线分别与第一、第二带状线连接，作为输入端口。本专利技术结构包括两层同样厚度的介质基板、作为输入端口的微带线、具有高次模抑制作用的带状线和金属通孔、折叠型基片集成波导传输线、调节匹配的金属通孔。其中，微带线、带状线和折叠型基片集成波导间的模式转换是设计该过渡的本质，为新型宽带微带线到折叠型基片集成波导的过渡提供了依据。本专利技术中，为了抑制微带线和带状线连接处的高次模扩散，设计了第二金属通孔组，从而大大降低了回波损耗，实现二者间的阻抗匹配；为了抑制带状线和FSIW中间金属层连接处的高次模扩散，设计了第一金属通孔组，进一步降低回波损耗，实现二者间的阻抗匹配；为了调节输入阻抗的匹配，设计了向内侧偏离第一金属通孔列1.2mm的金属通孔，金属通孔连通顶层金属层、中间金属层、底层金属层，通过调节金属通孔的位置，还可以在更宽的频带内获得更低的回波损耗。顶层金属层、底层金属层通过第一、第二金属通孔列连接在一起，共同作为FSIW的地。底层金属层同时作为两个微带线端口的地。本专利技术利用带状线作为微带线和FSIW的中间媒介，实现单层板传输线到多层板传输线的过渡。本专利技术所有微带线的特性阻抗均设计为50欧姆，以匹配实际应用。本专利技术引入具有高次模抑制作用的带状线作为微带线到折叠型基片集成波导的中间媒介，扩展了该新型平面魔T的带宽。本专利技术利用带状线作为微带线和折叠型基片集成波导的中间媒介，通过在中间金属导带的两侧添加连接上下接地板的金属通孔，抑制高次模的辐射，获得更小的泄露损耗。微带线和带状线结构间的相似性，带状线和折叠型基片集成波导结构间的相似性，使得微带线这种单层板结构的传输线能够很好地过渡到折叠型基片集成波导这种双层板结构的传输线。微带线接地板和中间金属导带均裸露在外，通过它容易对相应电路添加激励。折叠型基片集成波导尺寸是基片集成波导的一半，但是包含TE10模的完整场分布。相比于半模基片集成波导，折叠型基片集成波导在模拟传统矩形波导实现某些电路时更具有优越性。所以本专利技术提出的宽带过渡具有广泛的应用。下面通过具体实施例对本专利技术的具体方案作进一步阐述：本实施例中，上、下层介质基板均采本文档来自技高网...

【技术保护点】
微带线到折叠型基片集成波导的宽带过渡结构，其特征在于，包括上、下层介质基板、顶层金属层、中间金属层、底层金属层、第一和第二金属通孔列，顶层金属层位于上层介质基板的上表面，中间金属层位于上、下层介质基板之间，底层金属层位于下层介质基板的下表面；第一、第二金属通孔列平行，且与顶层金属层、中间金属层、底层金属层构成FSIW，其中，第一金属通孔列连通顶层金属层、中间金属层、底层金属层，第二金属通孔列连通顶层金属层、底层金属层，第二金属通孔列与中间金属层之间存在间隙；中间金属层上设置有第一、第二带状线以及第一、第二微带线，其中，第一、第二带状线分别与FSIW中间金属层靠近第二金属通孔列一侧的两端连接，用以激励FSIW；第一、第二微带线分别与第一、第二带状线连接，作为输入端口。

【技术特征摘要】
1.微带线到折叠型基片集成波导的宽带过渡结构，其特征在于，包括上、下层介质基板、顶层金属层、中间金属层、底层金属层、第一和第二金属通孔列，顶层金属层位于上层介质基板的上表面，中间金属层位于上、下层介质基板之间，底层金属层位于下层介质基板的下表面；
第一、第二金属通孔列平行，且与顶层金属层、中间金属层、底层金属层构成FSIW，其中，第一金属通孔列连通顶层金属层、中间金属层、底层金属层，第二金属通孔列连通顶层金属层、底层金属层，第二金属通孔列与中间金属层之间存在间隙；
中间金属层上设置有第一、第二带状线以及第一、第二微带线，其中，第一、第二带状线分别与FSIW中间金属层靠近第二金属通孔列一侧的两端连接，用以激励FSIW；第一、第二微带线分别与第一、第二带状线连接，作为输入端口。
2.根据权利要求1所述的微带线到折叠型基片集成波导的宽带过渡结构，其特征在于，第一、第二微带线的特性阻抗均为50欧姆。
3.根据权利要求1所述的微带线到折叠型基片集成波导的宽带过渡结构，...

【专利技术属性】
技术研发人员：许锋，许娇娇，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32