一种缺陷地结构式高共模抑制基片集成波导差分线制造技术

本发明专利技术公开了一种缺陷地结构式高共模抑制基片集成波导差分线，包括差分输入端、差分输出端、共面波导、开路枝节和互补开口谐振环。本发明专利技术所提出的差分线可以高效的在基片集成波导中传输电磁信号同时又获得了高共模抑制度和大功率处理能力，而且结构简单紧凑，电路面积非常小，在微波毫米波集成电路设计中极具新颖性和优秀的科学应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种缺陷地结构式高共模抑制基片集成波导差分线
本专利技术涉及一种缺陷地结构式高共模抑制基片集成波导差分线，属于微波毫米波

技术介绍
信号完整性是高速数字系统中要解决的一个首要问题之一，已经成为当今系统设计能否成功的关键。信号完整性是指信号在电路中以正确的时序和电作出响应的能力。如果电路中的信号能够以要求的时序、持续时间和电压幅度到达信号末端，则该电路就具有较好的信号完整性。反之，当信号不能正常响应时，就会出现信号完整性问题。从广义上讲，信号完整性问题主要表现为五个方面：延迟、反射、串扰、同步切换噪声和电磁兼容性。在这方面，差分线对具有很多优势，比如更高的比特率，更低的功耗，更好的噪声性能和更稳定的可靠性等。目前，差分线对在高速数字电路设计中的应用越来越广泛，电路中最关键的信号往往都要采用差分线对设计。抗干扰能力强，当外界存在噪声干扰时，几乎是同时被耦合到两条线上，所以外界的共模噪声可以被完全抵消；能有效抑制电磁干扰，同样的道理，由于两根信号的极性相反，他们对外辐射的电磁场可以相互抵消；时序定位精确，差分信号受工艺，温度的影响小，能降低时序上的误差，同时也更适合于低幅度信号的电路设计。基片集成波导是一种可以集成于介质片中的新型导波结构。这种结构在介质基片中按一定间隔排列多个金属化通孔成为波导光滑侧壁的替代结构，表面金属围成一个准封闭的导波结构，保持了金属波导的低损、高功率容量等特点。互补开口谐振环具有高性能和小尺寸等特点。
技术实现思路
针对现有的共面波导差分线设计所存在的技术问题，本专利技术提供一种缺陷地结构式高共模抑制基片集成波导差分线，包括差分输入端、差分输出端、共面波导、开路枝节和互补开口谐振环。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种缺陷地结构式高共模抑制基片集成波导差分线，包括介质板，介质板上的金属通孔阵列以及上、下表面的金属层形成基片集成波导；介质板上表面，在基片集成波导中心线两侧分别设有一条差分传输线，在基片集成波导的左右两端形成第一至第四差分端口，位于基片集成波导左端的第一和第二差分端口作为差分输入端，位于基片集成波导右端的第三和第四差分端口作为差分输出端；每条差分传输线与基片集成波导上表面的金属层之间存在间隙，在第一和第三差分端口、第二和第四差分端口之间分别形成一个共面波导；介质板下表面，沿着基片集成波导中心线对称刻蚀互补开口谐振环以及开路枝节，互补开口谐振环及其左右两侧各一的开路枝节形成一个缺陷地结构。进一步，该差分线包括两个互补开口谐振环以及四条开路枝节，形成两个缺陷地结构。进一步，两个缺陷地结构之间存在间隙，以控制耦合度。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：1、采用基片集成波导技术，设计出的产品插入损耗低，由于基片集成波导Q值高，使产品可以获得更高的功率容量，与普通的微带传输线相比，可以改善Q值，减小尺寸，在低频端尤为明显；2、进一步的，本专利技术提供的缺陷地结构式高共模抑制基片集成波导差分线，相比于传统的微带差分线，整体结构十分紧凑，极大地减小了电路面积，而且在一个较宽的频率范围内获得低插入损耗的同时实现了高共模抑制度。因此，在微波集成电路设计中具有很好的优势和科学应用价值，可以广泛的应用于无线通信系统中。附图说明图1是本专利技术一个实施实例缺陷地结构式高共模抑制基片集成波导差分线电路图；图2是本专利技术一个实施实例中缺陷地结构单个互补开口谐振环的拓扑结构示意图，（a）是奇模，（b）是偶模；图3是本专利技术一个实施实例缺陷地结构式高共模抑制基片集成波导差分线的共模抑制带宽调节仿真结果；图4是本专利技术一个实施实例缺陷地结构式高共模抑制基片集成波导差分线的S参数仿真和实测结果。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解所述的实施例仅用于解释本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求项要求所限定的范围。本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“相连”，“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于相关领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。此外，本专利技术提供了各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其它工艺的可应用性和/或其他材料的使用。本专利技术提供的一种缺陷地结构式高共模抑制基片集成波导差分线是一个四端口网络，差分输入端（端口1和端口2）和差分输出端（端口1’和端口2’）是射频端口，可以互易使用。差分输入端和差分输出端均使用共面波导技术激励，通过在基片集成波导正面金属层的两端处刻蚀槽线，形成地-信号-地的结构形式，使得信号传输从外界的媒介诸如微带等耦合到基片集成波导中，起到匹配的作用。共面波导技术的目的是实现外部信号更好的匹配到基片集成波导中，信号中的差分信号通过基片集成波导的正面金属层从一端传输到另一端。在基片集成波导的金属背面沿着差分信号的对称面刻蚀两个互补开口谐振环和四条开路枝节，两个互补开口谐振环和四条开路枝节形成两个缺陷地结构单元，两个单元之间通过间隙w5来控制耦合度。在共模信号激励时，对称面等效为断路，两个缺陷地结构单元被分割为两个互补开口谐振环，在差模信号激励时，对称面等效为短路，此时两个互补开口谐振环一端接地，功能失效，所以在差模情况下，缺陷地结构失效，基于以上原理，环的大小枝节影响着共模信号下的谐振频率点，可以通过控制缺陷地结构的大小来控制共模信号，在改变缺陷地结构大小的时候，所需要的差模信号的传输特性不会被改变。在共模信号激励时，互补开口谐振环中两个开口谐振环之间的耦合决定了谐振环了两个谐振频率的相对位置，耦合越强，两个频率点相离越远，相反的，耦合越弱，两个频率点距离越近。对称加载的四条开路枝节在共模和差模情况下都能被激励起，但其谐振频率点不同，原因如下，在差模情况下，对称面等效为短路截面，开路枝节等效为中间接地的一段槽线，在共模情况下，对称面等效为断路截面，开路枝节等效为中间开路的一段槽线，两种情况下，槽线的谐振频率点不同，从而可以分别控制。开路枝节的长度影响着共模信号的传输，通过线间距控制两个互补开口谐振环的耦合。改变互补开口谐振环的大小，和开路枝节的长度和间距，可以改变共模信号中的谐振频率点，而对需要的差模信号没有任何影响，可以获得更高的共模抑制度。同时，通过改变传输线的位置，在共模信号中引入了另外一个传输极点，扩大了共模抑制的带宽，让差模信号获得了较优的传输特性，包括低插入损耗、低回波损耗、高共模抑制度等性能。进一步，通过调整差分对传输线的位置，引入了第三个共模谐振频率点，改变传输线到对称线的距离l4，可以改变第三个共模谐振频率点的位置，在这种情况下，互补开口谐振环的谐振频率不变，那么用此方法可以扩大或缩小共模抑制的带宽。本实施例采用以下技术方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种缺陷地结构式高共模抑制基片集成波导差分线，其特征在于，包括介质板，介质板上的金属通孔阵列以及上、下表面的金属层形成基片集成波导；/n介质板上表面，在基片集成波导中心线两侧分别设有一条差分传输线，在基片集成波导的左右两端形成第一至第四差分端口，位于基片集成波导左端的第一和第二差分端口作为差分输入端，位于基片集成波导右端的第三和第四差分端口作为差分输出端；每条差分传输线与基片集成波导上表面的金属层之间存在间隙，在第一和第三差分端口、第二和第四差分端口之间分别形成一个共面波导；/n介质板下表面，沿着基片集成波导中心线对称刻蚀互补开口谐振环以及开路枝节，互补开口谐振环及其左右两侧各一的开路枝节形成一个缺陷地结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种缺陷地结构式高共模抑制基片集成波导差分线，其特征在于，包括介质板，介质板上的金属通孔阵列以及上、下表面的金属层形成基片集成波导；
介质板上表面，在基片集成波导中心线两侧分别设有一条差分传输线，在基片集成波导的左右两端形成第一至第四差分端口，位于基片集成波导左端的第一和第二差分端口作为差分输入端，位于基片集成波导右端的第三和第四差分端口作为差分输出端；每条差分传输线与基片集成波导上表面的金属层之间存在间隙，在第一和第三差分端口、第二和第四差分端口之间分别形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：张皓，张硕，蔡传涛，赵磊，周潇潇，
申请(专利权)人：中电国基南方集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32