基于介质集成悬置线的移相器结构及混频器结构制造技术

本发明专利技术公开了基于介质集成悬置线的移相器结构及混频器结构，该移相器的两条路径均使用三角贴片结构，较大的表面面积能够减小电路的导体损耗。另外基于介质集成悬置线的加工平台，将贴片结构置于多层介质板空气腔体内部，外周采用金属化孔和金属层，形成屏蔽环境，能够三角贴片的辐射损耗。另外，将电路部分的多余介质进行挖除，进一步减小电路的介质损耗；此外，本发明专利技术利用该三角贴片移相器结构设计了一种低变频损耗的混频器结构，解决了现有的混频器变频损耗较大的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
基于介质集成悬置线的移相器结构及混频器结构
本专利技术涉及射频微波电路
，具体涉及基于介质集成悬置线的移相器结构及混频器结构。
技术介绍
射频微波电路中对电路的性能在低损耗、小型化、高集成度方面提出了越来越高的要求。移相器是射频微波电路中常用的一种无源电路结构，能够应用于天线馈电网络、波束扫描网络以及其他移相电路中。常用的无源移相器种类有Schiffman移相器、加载开路短路枝节移相器等。其中比较常用的Schiffman移相器，一般由耦合线枝节以及传输线构成。由于通常采用窄边耦合，在强耦合度的情况下，对耦合缝隙的要求较高，增大了加工难度。此外，对于微带结构而言，辐射损耗相对较大，因此通常金属壳体进行封装，也会导致加工成本和体积重量增大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供基于介质集成悬置线的移相器结构，解决当前的常用移相器插入损耗较大的问题，并利用该移相器结构设计了一种低变频损耗的混频器结构。本专利技术通过下述技术方案实现：基于介质集成悬置线的移相器结构，包括贴片移相器和介质集成悬置线平台；所述贴片移相器的两条路径均为三角贴片结构，将三角贴片结构封装固定在介质集成悬置线平台的空气腔体中，所述三角贴片结构与介质集成悬置线平台的空气腔体对应。具体的，所述移相器包括两个三角贴片结构，直角接地的三角贴片为移相器的主要路径，直角开路的三角贴片为移相器的参考相位路径，两个三角贴片的输入输出端口的馈电位置均设置在其直角边上，且两个三角贴片的斜边上均设置有一个长条槽结构；两条路径的相位差为该移相器的相移量。具体的，所述移相器的两个三角贴片的工作带宽均覆盖该移相器所要求的宽带范围。具体的，所述移相器的两个三角贴片各自的传输相位随频率变化的斜率相等，且在中心工作频率处，相位差为所需要的移相量。具体的，通过调节槽的长度、三角贴片的边长、接地位置的尺寸，来改变该移相器的工作频率和相位特性。具体的，所述介质集成悬置线平台包括自上而下的第一层至第五层介质基板；每层介质基板的正面和背面均设有金属层；其中，第一层和第五层介质基板分别为介质集成悬置线的上下盖板，第二层和第四层介质基板进行镂空处理形成空气腔体，所述空气腔体与三角贴片结构对应，所述三角贴片结构置于第三层介质基板上，且第三层介质基板的非电路部分进行镂空处理。具体的，将五层介质基板按照顺序进行压合连接在一起，形成两个与三角贴片结构对应的空气腔体结构，该空气腔体结构外周设置了多个金属化通孔，配合介质基板正面和背面的金属层，实现电磁屏蔽。另一方面，本专利技术还基于上述移相器结构，提出了基于介质集成悬置线的贴片混频器结构，包括上述的三角贴片结构移相器、贴片耦合器和两个反向的肖特基二极管。本专利技术具有如下的优点和有益效果：1、本专利技术通过在第三层介质板的上下金属层同时进行信号走线，同时利用金属化通孔进行连接，可以减小电路的导体损耗。其次，除了第二层介质板和第四层介质板进行镂空操作形成空气腔体结构外，主要电路所位于的第三层介质基板的非电路部分也进行介质挖除，可以进一步减小介质损耗。最后，利用的介质集成悬置线的对内部电路的电磁屏蔽特性，可以减小内部贴片的辐射损耗。2、本专利技术与传统的波导悬置线电路结构相比，不需要额外的金属壳体以及后期装配，能够减小电路成本，减小电路重量，并利用多层印制介质基板的加工工艺，实现自封装的优势。同时，由于传统的贴片结构的电路具有很强的辐射损耗，一般都要额外的金属壳体进行屏蔽才可以减小电路的辐射损耗。而基于自封装的介质集成悬置线平台，辐射损耗可以减小到最小。3、对于传统的移相器结构，通常参考线为均匀的传输线结构。本专利技术的贴片移相器的两条路径均采用的贴片结构。由于贴片结构的平面面积相对于较窄的传输线具有更大的金属面积，损耗也比较小。通过固定参考贴片，调整主要贴片的尺寸参数，可以实现不同移相量的移相器结构，进而实现多路多相位的优势。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1为本专利技术的移相器结构原理图。图2为本专利技术的三角贴片结构移相器在介质集成悬置线平台上实现的示意图。图2中：(a)-参考贴片，(b)-主要贴片。图3为本专利技术的三角贴片结构移相器在介质集成悬置线平台上的平面示意图。图3中：(a)-参考贴片，(b)-主要贴片。图4为本专利技术的基于介质集成悬置线的移相器仿真和测试结果图。图4中：(a)-参考线，(b)-45度贴片，(c)-60度贴片，(d)-90度贴片。图5为本专利技术的混频器结构原理图。图6为帮忙的混频器结构在介质集成悬置线平台上实现的示意图。图6中：(a)-第三层介质基板示意图，(b)-五层介质基板压合成的整体实物图。图7为本专利技术的混频器的测试图。图7中：(a)-变频损耗随本振功率的变化，(b)-变频损耗随中频带宽的变化，(c)-本振到射频以及本振到中频的隔离。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。实施例1本实施例通过使用三角贴片结构，较大的表面面积能够减小电路的导体损耗。另外基于介质集成悬置线的加工平台，将贴片结构置于多层介质板空气腔体内部，外周采用金属化孔和金属层，形成屏蔽环境，能够三角贴片的辐射损耗。另外，将电路部分的多余介质进行挖除，进一步减小电路的介质损耗。如图1所示，三角贴片移相器包含两个三角贴片结构，在斜边上均有一个长条槽结构。其中，直角接地的贴片可以作为该移相器的主要路径，直角开路的贴片作为该移相器的参考相位路径。输入输出端口的馈电的位置都放置在移相器的直角边上。这两条路径的相位差为该移相器的相移量。另外，为了保证该移相器在一个比较宽的频带范围内能够有比较恒定的移相，一方面要求这两个三角贴片各自的工作带宽均覆盖该移相器所要求的带宽范围，另外一方面，要求这两个三角贴片的各自传输相位随着随频率变化的斜率相等，并且同时，在中心工作频率处，相位差为所需要的移相量。如图2所示，该三角贴片移相器在介质集成悬置线的平台上实现。所述介质集成悬置线平台包括自上而下的第一层至第五层介质基板；每层介质基板的正面和背面均设有金属层；其中，第一层和第五层介质基板分别为介质集成悬置线的上下盖板，第二层和第四层介质基板进行镂空处理形成空气腔体，所述空气腔体与三角贴片结构对应，所述三角贴片结构置于第三层介质基板上，且第三层介质基板的非电路部分进行镂空处理。将该三角贴片结构主要置于介质集成悬置线的第三层介质基板上，第二层和第四层介质基板进行镂空操作，当这五层介质基板按照顺序进行压合连接在一起后，将自然地形成悬置线电路所需要的两个空气腔体结构。从平面示意图3可以看到，在空气腔体周围设置了大量金属化通孔，一方面可以配合上下的金属地层实现电磁屏蔽的功能，另一方面能够连接空气腔体外围的接地层实现更好的接地效果。对于参考贴片，直角处处于开路状态；对于主要贴片，直角处连接到边缘的接地位置。通过调节槽的长度，三角贴片的边长，接地位置的尺寸等，去改变该移相位的工作频率和相位特性。最终实现了45度、60度、90度这三种不同相位的移相器件结构，他们共用了一个参考贴片结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于介质集成悬置线的移相器结构，其特征在于，包括贴片移相器和介质集成悬置线平台；所述贴片移相器的两条路径均为三角贴片结构，将三角贴片结构封装固定在介质集成悬置线平台的空气腔体中，所述三角贴片结构与介质集成悬置线平台的空气腔体对应。

【技术特征摘要】
1.基于介质集成悬置线的移相器结构，其特征在于，包括贴片移相器和介质集成悬置线平台；所述贴片移相器的两条路径均为三角贴片结构，将三角贴片结构封装固定在介质集成悬置线平台的空气腔体中，所述三角贴片结构与介质集成悬置线平台的空气腔体对应。2.根据权利要求1所述的基于介质集成悬置线的移相器结构，其特征在于，所述移相器包括两个三角贴片结构，直角接地的三角贴片为移相器的主要路径，直角开路的三角贴片为移相器的参考相位路径，两个三角贴片的输入输出端口的馈电位置均设置在其直角边上，且两个三角贴片的斜边上均设置有一个长条槽结构；两条路径的相位差为该移相器的相移量。3.根据权利要求2所述的基于介质集成悬置线的移相器结构，其特征在于，所述移相器的两个三角贴片的工作带宽均覆盖该移相器所要求的宽带范围。4.根据权利要求2所述的基于介质集成悬置线的移相器结构，其特征在于，所述移相器的两个三角贴片各自的传输相位随频率变化的斜率相等，且在中心工作频率处，相位差为所需要的移相量。5.根据权利要求2所述的基...

【专利技术属性】
技术研发人员：马凯学，王勇强，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51