介质集成悬置平行带线到背地共面波导的宽带过渡结构制造技术

本发明专利技术公开一种介质集成悬置平行带线到背地共面波导的宽带过渡结构，分为介质集成悬置平行带线，带状线和背地共面波导，介质集成悬置平行带线分布于介质基板的上下两侧；向带状线过渡过程中，G5传输线线宽保持不变或逐渐减小到与带状线的G5层线宽保持一致，G6传输线线宽逐渐增大；经过空气腔侧边界所在截面时，G5传输线与带状线的中间金属层相连；G6传输线与带状线的下金属层相连；向背地共面波导过渡时，G5传输线与GCPW的中间金属层相连；G6传输线与GCPW的下金属层相连。本发明专利技术实现了多种传输线的集成和互连，可实现多种电路功能，同时为SISPSL的电路封装测试提供保障，解决过渡电路的封装和损耗问题。路的封装和损耗问题。路的封装和损耗问题。

【技术实现步骤摘要】
介质集成悬置平行带线到背地共面波导的宽带过渡结构


[0001]本专利技术涉及射频微波电路
，特别是涉及一种介质集成悬置平行带线到背地共面波导的宽带过渡结构。

技术介绍

[0002]无线通信技术迅速发展，多种通信模式使系统间相互干扰。提高系统抗干扰能力和保持信噪比成为热点问题。双面平行带线是射频微波电路中常用的平衡传输线。平衡电路具有对称性，可有效抑制噪声信号，降低电路组件的相互串扰。双面平行带线的结构包括介质基板以及上下表面平行对称的金属带。双面平行带线是平面形式的微波传输线，其电磁场分布类似微带线。双面平行带线本身作为裸露在空气中的传输线，需要金属外壳封装，导致其构成的射频模块的电路体积较大，重量较大，成本较高。同时，辐射损耗是亟待解决的问题。
[0003]介质集成悬置线(substrate integrated suspended line,SISL)是新型的传输线结构，通常利用印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)工艺得到多层板结构，内部挖除空腔，从而进一步降低介质损耗。采用金属通孔结构，等效实现金属侧壁效果。介质集成悬置平行带线(substrate integrated suspended parallel strip line,SISPSL)是利用多层SISL中嵌入双面平行带线的方法，在提升系统抗干扰能力的同时，还能降低电磁损耗尤其是辐射损耗，实现自封装的特性。
[0004]由于SISPSL属于平衡式的双边传输线，实际测试中，难以与常用的射频同轴连接器直接相连接，不便于对其直接测试。为对SISPSL平衡传输线及其电路进行测试，需要设计宽频带过渡结构。背地共面波导(Grounded Coplanar Waveguide,GCPW)是常用的传输线结构，相比于SISPSL这一平衡式传输线，GCPW是一种单端电路类型。GCPW与常用的射频同轴连接器也比较兼容。因此，实现SISPSL到GCPW的过渡具有重要的研究意义和应用价值。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种介质集成悬置平行带线到背地共面波导的宽带过渡结构。
[0006]为实现本专利技术的目的所采用的技术方案是：
[0007]一种介质集成悬置平行带线到背地共面波导的宽带过渡结构，包括：
[0008]介质集成悬置平行带线，带状线(stripine,SL)和背地共面波导；宽带过渡结构是对称的背靠背结构，对称布置的两个端口分别连接对称分布的背地共面波导，背地共面波导连接对称分布的带状线，带状线连接中间部分的介质集成悬置平行带线；
[0009]在N
‑
N
’
截面和L
‑
L
’
截面之间的区域内分布的是介质集成悬置平行带线，介质集成悬置平行带线的G5传输线和G6传输线平行布线，G5传输线宽度不变或者呈变窄的渐变结构由中间向两侧带状线部分过渡，G6传输线宽度增加，呈变宽的渐变结构由中间向两侧带状线部分过渡，在截面N
‑
N
’
处，G5传输线和G6传输线的宽度一致；位于N
‑
N
’
截面与L
‑
L
’
截面之
间的截面M
‑
M
’
处，G6传输线宽度比G5传输线宽；
[0010]经过截面L
‑
L
’
时，G5传输线与带状线的中间金属层在截面L
‑
L
’
处相连；G6传输线变宽，然后与带状线的下金属层在截面L
‑
L
’
处相连；
[0011]经过截面L
‑
L
’
时，传输线由介质集成悬置平行带线过渡到带状线的结构；
[0012]经过截面K
‑
K
’
时，带状线的中间金属层与背地共面波导的中间金属层相连；带状线的下金属层与背地共面波导的下金属层相连；
[0013]经过截面K
‑
K
’
时，传输线由带状线过渡到背地共面波导的结构；
[0014]其中，截面N
‑
N
’
是整个背靠背过渡结构的对称轴，它将介质集成悬置平行带线分为对称的两部分，截面L
‑
L
’
与介质集成悬置平行带线内部的空气腔的边界重合，截面M
‑
M
’
位于截面L
‑
L
’
与截面N
‑
N
’
之间，截面K
‑
K
’
位于带状线与背地共面波导交界处。
[0015]其中，G6传输线由对称线N
‑
N
’
向两侧延伸一段距离后，以三角状的结构由中间向两侧逐渐对称加宽、渐变覆盖在其所在的介质基板，与空气腔的边界连接，形成对称的沙漏状结构。
[0016]其中，G6传输线由对称线N
‑
N
’
向两侧延伸一段距离后，以阶梯式过渡的方式由中间向两侧逐渐对称加宽、渐变覆盖在其所在的介质基板，与空气腔的边界连接，形成对称的阶梯状结构。
[0017]其中，G6传输线由对称线N
‑
N
’
向两侧延伸一段距离后，以倒角的方式由中间向两侧逐渐对称加宽、渐变覆盖在其所在的介质基板，与空气腔的边界连接，形成对称的倒角结构。
[0018]本专利技术的SISPSL使用SISL实现低损耗与自封装，有效降低电磁损耗，减小电路的整体尺寸，有利于小型化高集成度的电路设计。
[0019]本专利技术提供的SISPSL到GCPW的过渡，实现了多种传输线在同一多层印制电路板平台的集成和互连，可实现多种电路功能，并为SISPSL的电路封装测试提供保障。
[0020]本专利技术提供的过渡结构，还能够通过调整拓扑的过渡形式以及封装部分拓扑，调整过渡电路的带宽、工作频段以及实现其他功能，具有设计灵活性。
[0021]本专利技术提供的过渡结构，整个电路相比于需要封装的双面平行带线电路，具有更小的物理长度，能够减小相应电路模块的面积和尺寸。
[0022]现有技术的过渡结构，辐射损耗较大，因为它们的过渡结构是裸露在空气中的。本专利技术通过引入自封装结构，来解决辐射损耗的问题，自封装可以避免后期添加金属外壳对过渡电路性能造成影响。
[0023]本专利技术提供的过渡结构，相比于需要封装的过渡电路，具有自封装一体化的特点，不需要再引入外部金属屏蔽的效果来降低损耗，从而能有效避免封装金属外壳后影响电路性能。
附图说明
[0024]图1是本专利技术介质集成悬置平行带线(SISPSL)到背地共面波导(GCPW)的过渡结构中金属层G5的俯视图。
[0025]图2是本专利技术介质集成悬本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.介质集成悬置平行带线到背地共面波导的宽带过渡结构，其特征在于，包括介质集成悬置平行带线，带状线和背地共面波导；宽带过渡结构是对称的背靠背结构，对称布置的两个端口分别连接对称分布的背地共面波导，背地共面波导连接对称分布的带状线，带状线连接中间部分的介质集成悬置平行带线；在N
‑
N
’
截面和L
‑
L
’
截面之间的区域内分布的是介质集成悬置平行带线，介质集成悬置平行带线的G5传输线和G6传输线平行布线，G5传输线宽度不变或者呈变窄的渐变结构由中间向两侧带状线部分过渡，G6传输线宽度增加，呈变宽的渐变结构由中间向两侧带状线部分过渡，在截面N
‑
N
’
处，G5传输线和G6传输线的宽度一致；位于N
‑
N
’
截面与L
‑
L
’
截面之间的截面M
‑
M
’
处，G6传输线宽度比G5传输线宽；经过截面L
‑
L
’
时，G5传输线与带状线的中间金属层在截面L
‑
L
’
处相连，G6传输线变宽，然后与带状线的下金属层在截面L
‑
L
’
处相连；经过截面L
‑
L
’
时，传输线由介质集成悬置平行带线过渡到带状线的结构，经过截面K
‑
K
’
时，带状线的中间金属层与背地共面波导的中间金属层相连；带状线的下金属层与背地共面波导的下金属层相连；经过截面K...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇强，何书韬，马凯学，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：