一种基于半模基片集成波导的双面输出宽频带巴伦功分器制造技术

本发明专利技术公开一种基于半模基片集成波导的双面输出宽频带巴伦功分器。所述双面输出宽频带巴伦功分器包括正面金属层、中间介质基板和反面金属层，正面金属层、中间介质基板和反面金属层由上至下依次分布；所述正面金属层包括输入匹配线结构、正面全模基片集成波导传输结构、正面半模基片集成波导传输结构、正面输出匹配线结构以及正面输出翻转金属导电地结构，反面金属层包括输入匹配线结构反面、反面全模基片集成波导传输结构、反面半模基片集成波导传输结构、反面输出匹配线结构以及反面输出翻转金属导电地结构。本发明专利技术结构紧凑、空间利用率高、输出反向、在较宽的带宽上可获得良好的回波损耗和隔离性能。

A two side output broadband balun power divider based on half mode substrate integrated waveguide

【技术实现步骤摘要】
一种基于半模基片集成波导的双面输出宽频带巴伦功分器
本专利技术涉及微波功率分配器
，特别是一种基于半模基片集成波导的双面输出宽频带巴伦功分器。
技术介绍
新兴的毫米波频率应用需要高性能，低成本和紧凑的设备和电路。这就是近年来将平面电路和金属波导的某些优点相结合的基板集成波导(SIW)技术备受关注的原因，SIW具有例如低损耗，高品质因数和易于与平面结构连接等优点。但SIW的尺寸有时与器件的实际限制相冲突，并影响相关平面电路的集成。将基片集成波导沿场分布对称面将其截成两半，利用等效磁壁限制场型变化，提出半模基片集成波导结构。功分器是微波通信系统中的重要组成部分，吴柯教授首次提出基于半模基片集成波导(HMSIW)多路功分器，如文献1“B.Liu,WeiHong,LinTian,Hong-BingZhu,WeiJiangandKeWu,"Halfmodesubstrateintegratedwaveguide(HMSIW)multi-waypowerdivider,"2006Asia-PacificMicrowaveConference,Yokohama,2006”中提出了一种HMSIWT型结设计和两种SIW和HWSIW模块混合的线性混合功率分配器设计，此后，研究人员广泛提出应用于半模基片集成波导结构的功分器。在文献2“N.A.SmithandR.Abhari,"CompactsubstrateintegratedwaveguideWilkinsonpowerdividers,"in2009IEEEAntennasandPropagationSocietyInternationalSymposium,1-5June2009”中，介绍一种将一个矩形SIW分为两个HMSIW，两个HMSIW在分割部分的末端使用片式电阻器连接的功率分配器，虽改善了隔离特性，但其回波损耗还有待提高。在文献3“D.Eom,J.ByunandH.Lee,"MultilayerSubstrateIntegratedWaveguideFour-WayOut-of-PhasePowerDivider,"inIEEETransactionsonMicrowaveTheoryandTechniques,vol.57,no.12,pp.3469-3476,Dec.2009.”中，输入SIW通过横向Y结横向分成两个HMSIW，每个HMSIW模式通过垂直Y结垂直耦合到两个输出HMSIW，并且电阻耦合槽分别通过隔离电阻在横向和垂直Y结中实现，实现了好的隔离，但是隔离电阻位于分臂中间，不利于高功率应用。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术在于提出一种基于半模基片集成波导的双面输出宽频带巴伦功分器，结构紧凑、空间利用率高、在较宽的带宽上可获得良好的回波损耗和隔离性能。本专利技术的目的至少通过如下技术方案之一实现。一种基于半模基片集成波导的双面输出宽频带巴伦功分器，所述双面输出宽频带巴伦功分器包括正面金属层、中间介质基板和反面金属层，正面金属层、中间介质基板和反面金属层由上至下依次分布；所述正面金属层包括输入匹配线结构、正面全模基片集成波导传输结构、正面半模基片集成波导传输结构、正面输出匹配线结构以及正面输出翻转金属导电地结构，反面金属层包括输入匹配线结构反面、反面全模基片集成波导传输结构、反面半模基片集成波导传输结构、反面输出匹配线结构以及反面输出翻转金属导电地结构；输入匹配线结构的反面为输入匹配线结构反面，正面全模基片集成波导传输结构、正面半模基片集成波导传输结构、正面输出匹配线结构、正面输出翻转金属导电地结构分别与反面全模基片集成波导传输结构、反面半模基片集成波导传输结构、反面输出匹配线结构、反面输出翻转金属导电地结构镜像对称；所述输入匹配线结构顺次连接正面全模基片集成波导传输结构和正面半模基片集成波导传输结构，正面半模基片集成波导传输结构分别连接正面输出匹配线结构和正面输出翻转金属导电地结构；所述输入匹配线结构反面顺次连接反面全模基片集成波导传输结构和反面半模基片集成波导传输结构，反面半模基片集成波导传输结构分别连接反面输出匹配线结构和反面输出翻转金属导电地结构；输入匹配线结构上设置有输入端口，正面输出匹配线结构上设置有正面输出端口，反面输出匹配线结构上设置有反面输出端口，构成一个输入端口，一个正面输出端口和一个反面输出端口的双面输出宽频带巴伦功分器结构。进一步地，正面金属层和反面金属层通过正面全模基片集成波导传输结构和正面半模基片集成波导传输结构边缘设置的金属开槽或金属化通孔连接。进一步地，所述输入传输线结构包括第一端口传输线，第一端口过渡线；所述正面输出匹配线结构包括第二端口传输线、第二端口过渡线；所述反面输出匹配线结构第三端口传输线、第三端口过渡线；所述正面输出翻转金属导电地结构包括第一翻转金属导电地；所述反面输出翻转金属导电地结构包括第二翻转金属导电地。进一步地，输入传输线结构上的输入端口通过第一端口传输线连接第一端口过渡线连接至正面全模基片集成波导传输结构，正面全模基片集成波导传输结构的另一端连接正面半模基片集成波导传输结构；正面半模基片集成波导传输结构通过第二端口过渡线和第二端口传输线逆时针90度连接至正面输出匹配线结构上的正面输出端口，正面半模基片集成波导传输结构顺时针90度连接至正面输出翻转金属导电地结构的第一翻转金属导电地；反面半模基片集成波导传输结构通过第三端口过渡线和第三端口传输线逆时针90度连接至反面输出匹配线结构上的反面输出端口，反面半模基片集成波导传输结构顺时针90度连接至正面输出翻转金属导电地结构第二翻转金属导电地。进一步地，正面全模基片集成波导传输结构以及反面全模基片集成波导传输结构上沿边缘分布有若干金属化通孔，包括两个延中间介质基板中心线对称的过渡通孔即第一过渡通孔、第二过渡通孔和第一金属化通孔阵列；所述正面半模基片集成波导传输结构和反面半模基片集成波导传输结构上沿边缘有若干金属化通孔，包括两个延中间介质基板中心线对称的过渡通孔即第三过渡通孔、第四过渡通孔和第二金属化通孔阵列。进一步地，所述正面半模基片集成波导传输结构上设置有正面金属开口以及第一隔离电阻，所述正面金属开口可跨接第一隔离电阻；反面半模基片集成波导传输结构上设置有反面金属开口以及第二隔离电阻，所述反面金属开口可跨接第二隔离电阻。进一步地，所述第一端口传输线，第二端口传输线和第三端口传输线的阻值在40-60Ω之间。进一步地，所述正面全模基片集成波导传输结构和反面全模基片集成波导传输结构的宽度和金属化通孔的半径根据已有公式计算如下：其中a′为正面全模基片集成波导传输结构和反面全模基片集成波导传输结构的宽度，W是相邻金属化通孔的间距，a为传输特性等效的矩形波导的宽度，λg为矩形波导的波长；一般选取相邻金属化通孔的间距小于正面全模基片集成波导传输结构和反面全模基片集成波导传输结构截止波长的1/20，金属柱子半径小于相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于半模基片集成波导的双面输出宽频带巴伦功分器，其特征在于，所述双面输出宽频带巴伦功分器包括正面金属层(6)、中间介质基板(7)和反面金属层(8)，正面金属层(6)、中间介质基板(7)和反面金属层(8)由上至下依次分布；/n所述正面金属层包括输入匹配线结构(1)、正面全模基片集成波导传输结构(2)、正面半模基片集成波导传输结构(3)、正面输出匹配线结构(4)以及正面输出翻转金属导电地结构(5)，反面金属层包括输入匹配线结构反面(21)、反面全模基片集成波导传输结构(22)、反面半模基片集成波导传输结构(23)、反面输出匹配线结构(24)以及反面输出翻转金属导电地结构(25)；/n输入匹配线结构(1)的反面为输入匹配线结构反面(21)，正面全模基片集成波导传输结构(2)、正面半模基片集成波导传输结构(3)、正面输出匹配线结构(4)、正面输出翻转金属导电地结构(5)分别与反面全模基片集成波导传输结构(22)、反面半模基片集成波导传输结构(23)、反面输出匹配线结构(24)、反面输出翻转金属导电地结构(25)镜像对称；/n所述输入匹配线结构(1)顺次连接正面全模基片集成波导传输结构(2)和正面半模基片集成波导传输结构(3)，正面半模基片集成波导传输结构(3)分别连接正面输出匹配线结构(4)和正面输出翻转金属导电地结构(5)；/n所述输入匹配线结构反面(21)顺次连接反面全模基片集成波导传输结构(22)和反面半模基片集成波导传输结构(23)，反面半模基片集成波导传输结构(23)分别连接反面输出匹配线结构(24)和反面输出翻转金属导电地结构(25)；/n输入匹配线结构(1)上设置有输入端口，正面输出匹配线结构(4)上设置有正面输出端口，反面输出匹配线结构(24)上设置有反面输出端口，构成一个输入端口，一个正面输出端口和一个反面输出端口的双面输出宽频带巴伦功分器结构。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于半模基片集成波导的双面输出宽频带巴伦功分器，其特征在于，所述双面输出宽频带巴伦功分器包括正面金属层(6)、中间介质基板(7)和反面金属层(8)，正面金属层(6)、中间介质基板(7)和反面金属层(8)由上至下依次分布；
所述正面金属层包括输入匹配线结构(1)、正面全模基片集成波导传输结构(2)、正面半模基片集成波导传输结构(3)、正面输出匹配线结构(4)以及正面输出翻转金属导电地结构(5)，反面金属层包括输入匹配线结构反面(21)、反面全模基片集成波导传输结构(22)、反面半模基片集成波导传输结构(23)、反面输出匹配线结构(24)以及反面输出翻转金属导电地结构(25)；
输入匹配线结构(1)的反面为输入匹配线结构反面(21)，正面全模基片集成波导传输结构(2)、正面半模基片集成波导传输结构(3)、正面输出匹配线结构(4)、正面输出翻转金属导电地结构(5)分别与反面全模基片集成波导传输结构(22)、反面半模基片集成波导传输结构(23)、反面输出匹配线结构(24)、反面输出翻转金属导电地结构(25)镜像对称；
所述输入匹配线结构(1)顺次连接正面全模基片集成波导传输结构(2)和正面半模基片集成波导传输结构(3)，正面半模基片集成波导传输结构(3)分别连接正面输出匹配线结构(4)和正面输出翻转金属导电地结构(5)；
所述输入匹配线结构反面(21)顺次连接反面全模基片集成波导传输结构(22)和反面半模基片集成波导传输结构(23)，反面半模基片集成波导传输结构(23)分别连接反面输出匹配线结构(24)和反面输出翻转金属导电地结构(25)；
输入匹配线结构(1)上设置有输入端口，正面输出匹配线结构(4)上设置有正面输出端口，反面输出匹配线结构(24)上设置有反面输出端口，构成一个输入端口，一个正面输出端口和一个反面输出端口的双面输出宽频带巴伦功分器结构。


2.根据权利要求1所述的一种基于半模基片集成波导的双面输出宽频带巴伦功分器，其特征在于，正面金属层(6)和反面金属层(8)通过正面全模基片集成波导传输结构(2)和正面半模基片集成波导传输结构(3)边缘设置的金属开槽或金属化通孔连接。


3.根据权利要求1所述的一种基于半模基片集成波导的双面输出宽频带巴伦功分器，其特征在于，所述输入传输线结构(1)包括第一端口传输线(9_1)，第一端口过渡线(10_1)；所述正面输出匹配线结构(4)包括第二端口传输线(9_2)、第二端口过渡线(10_2)；所述反面输出匹配线结构(24)第三端口传输线(9_3)、第三端口过渡线(10_3)；所述正面输出翻转金属导电地结构(5)包括第一翻转金属导电地(12_1)；所述反面输出翻转金属导电地结构(25)包括第二翻转金属导电地(12_2)。


4.根据权利要求3所述的一种基于半模基片集成波导的双面输出宽频带巴伦功分器，其特征在于，输入传输线结构(1)上的输入端口通过第一端口传输线(9_1)连接第一端口过渡线(10_1)连接至正面全模基片集成波导传输结构(2)，正面全模基片集成波导传输结构(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海东，郑诗敏，薛泉，车文荃，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44