一种毫米波及太赫兹单片电路封装过渡结构及其实现方法技术

本发明专利技术公开了一种毫米波及太赫兹单片电路封装过渡结构及其实现方法。本发明专利技术包括输入封装过渡结构、输出封装过渡结构、单片电路腔和周期性销钉结构，周期性销钉结构位于单片电路之上形成电磁波在工作频带的禁带，单片电路功能区到周期性销钉结构的底部之间的腔体因无法满足电磁波传输所需要的边界条件而禁止电磁波的传输，从而抑制高次模；本发明专利技术具有损耗小、频带宽的优点，封装过渡性能优越；本发明专利技术不仅适用于220～300GHz频段，还适用于其他毫米波波段及太赫兹波段，同时本发明专利技术不仅适用于BCB衬底单片电路，还适用于其他单片电路。还适用于其他单片电路。还适用于其他单片电路。

【技术实现步骤摘要】
一种毫米波及太赫兹单片电路封装过渡结构及其实现方法


[0001]本专利技术涉及毫米波及太赫兹单片电路封装技术，具体涉及一种毫米波及太赫兹单片电路封装过渡结构及其实现方法。

技术介绍

[0002]毫米波频率为30GHz～300GHz，波长范围为1mm～10mm，具有丰富的频谱资源；太赫兹频率为100GHz～10THz，波长范围为30μm～3mm，兼有微波与远红外波波谱的特点，具有波长短、频带宽、信息容量大、信噪比高的特点，在通信、雷达、制导、遥感技术、电子对抗、临床医学和射电天文等领域应用广泛。随着频谱资源的日益紧张和通信速率的高速化发展需求，宽带宽的毫米波及太赫兹应用前景也越发广泛。
[0003]毫米波及太赫兹单片电路的输入输出结构一般为地
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信号
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地引脚结构，方便进行在片测试。地
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信号
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地引脚结构本质上相当于一段很短的共面波导，中间的主线也可以作为微带线使用。单片单路封装技术是实现片上电路与其他模块化设备对接的关键技术。现有的模块化封装过渡方案主要采用金丝键本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种毫米波及太赫兹单片电路封装过渡结构，单片电路包括基板、介质基片、单片电路功能区、输入引脚和输出引脚；其中，在基板上设置介质基片；在介质基片的上表面中心部位形成单片电路功能区；在介质基片上且位于单片电路功能区的两端分别连接输入引脚和输出引脚，输入引脚和输出引脚分别作为单片电路的输入端和输出端，其特征在于，所述毫米波及太赫兹单片电路封装过渡结构包括：输入封装过渡结构、输出封装过渡结构、单片电路腔和周期性销钉结构；其中，在基体内中心开设单片电路腔，单片电路放置在单片电路腔内；输入封装过渡结构和输出封装过渡结构关于单片电路呈中心对称结构；周期性销钉结构位于单片电路腔内的单片电路之上，周期性销钉结构的顶端连接单片电路腔的顶壁，与基底连接为一个体，周期性销钉结构的底端与单片电路的上表面之间有距离，并且距离小于工作频段的最高频率处工作波长的1/4；周期性销钉结构包括多个周期性二维排列的销钉；每一个销钉为柱状体，横截面的形状为规则的二维图形；销钉的周期与毫米波及太赫兹单片电路封装过渡结构的工作频段有关，工作频段越高，销钉结构的周期越小，销钉结构的周期小于工作频段的中心频率处工作波长的1/4；输入封装过渡结构包括输入过渡腔、波导输入腔、输入波导
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接地共面波导过渡结构、输入接地共面波导、接地共面波导
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单片电路输入端互连过渡结构；在基体内单片电路腔的侧壁位于单片电路的输入端开设输入过渡腔；在基体内位于输入过渡腔的输入端开设波导输入腔；在输入过渡腔内放置连接为一体的输入波导
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接地共面波导过渡结构和输入接地共面波导；与输入接地共面波导连接为一体的接地共面波导
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单片电路输入端互连过渡结构设置在输入过渡腔与单片电路腔的连接处；波导输入腔为在基体内开设的空腔，包括依次连接为一体的标准输入波导、渐变倒切角减高波导、二级减高波导和半圆形短路面；标准输入波导为矩形波导；渐变倒切角减高波导的侧壁沿着波的传播方向宽度逐渐减小，二级减高波导为矩形波导，宽度小于标准输入波导的宽度；渐变倒切角减高波导的输入端的宽度等于标准输入波导的宽度，输出端的宽度等于二级减高波导的宽度；半圆形短路面的形状为半圆柱体，半圆柱体的直径与二级减高波导的宽度一致；标准输入波导、渐变倒切角减高波导、二级减高波导和半圆形短路面的顶壁和底壁等高；在二级减高波导的末端侧壁连接输入过渡腔；输入波导
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接地共面波导过渡结构包括过渡介质板、探针、过渡渐变导体带和过渡渐变接地板；在过渡介质板的上表面中心依次设置连接为一体的探针和过渡渐变导体带；探针形状为矩形；过渡渐变导体带的形状为等腰梯形，过渡渐变导体带的宽度逐渐减小；在过渡介质板的上表面且位于过渡渐变导体带的两侧分别设置过渡渐变接地板，过渡渐变接地板的形状为直角梯形，直角梯形的斜边与过渡渐变导体带的等腰梯形的斜边相对，过渡渐变接地板的直角梯形的斜边的倾斜角大于过渡渐变导体带的等腰梯形的斜边的倾斜角，使得渐变接地板与过渡渐变导体带之间的间隙随着波的传播方向逐渐变小；过渡渐变导体带和过渡渐变接地板构成匹配过渡电路；探针中心距离半圆形短路面的距离为工作频段的中心频率处波导波长的1/4；输入接地共面波导包括接地介质板、中心导体带、矩形接地板和梁氏引线；在接地介质板的上表面中心设置中心导体带，匹配过渡电路的等腰梯形的下底等于探针的宽度，上底等于中心导体带的宽度；在接地介质板的上表面且位于中心导体带的两侧分别设置矩形接地板，矩形接地板的形状为矩形，宽度与过渡渐变接地板的梯形的下底一致；过渡介质板与
接地介质板连接为一体形成介质板，过渡渐变接地板与对应侧的矩形接地板连接为一体形成接地板；在矩形接地板的外边缘设置连接为一体的梁氏引线，梁氏引线将接地板固定在基体上；接地共面波导
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单片电路输入端互连过渡结构包括互联导体带、互联渐变接地板和互联接地板；在中心导体带的输出端设置形状为矩形的互联导体带，二者的宽度相同且连接为一体；在每一块矩形接地板的输出端分别设置形状为直角梯形的互联渐变接地板，直角梯形的下底与矩形接地板的宽度一致且二者连接为一体；在每一个互联渐变接地板的输出端设置互联接地板，互联接地板的宽度与互联渐变接地板的上底一致且二者连接为一体；两个互联接地板和互联导体带分别连接至单片电路的输入引脚；输出封装过渡结构包括输出过渡腔、波导输出腔、输出波导
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接地共面波导过渡结构、输出接地共面波导、接地共面波导
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太赫兹单片电路输出端互连过渡结构；TE
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模式的电磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：于伟华，孙丽敏，许迪迪，吕昕，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：