本发明专利技术提供一种适应DC至40GHz的微波板间互联结构，采用十字交叉圆角镜像对称结构，包含左右高阻部分、中间倒圆角低阻部分和圆弧结构，左右高阻部分设置在中间倒圆角低阻部分两侧，圆弧结构用于左右高阻部分与中间倒圆角低阻部分的连接过渡；中间倒圆角低阻部分互联结构中心线向微波板间缝隙底部向下凹陷。本发明专利技术实现了微波基板之间宽频带微波信号能量的均匀传输，工作带宽内各频率微波信号的插入损耗相同，同时可以将带宽内任意频率的反射信号降至极低水平，实现良好匹配。实现良好匹配。实现良好匹配。
【技术实现步骤摘要】
一种适应DC至40GHz的微波板间互联结构
[0001]本专利技术涉及一种适应DC至40GHz微波板间互联结构，属于微波
技术介绍
[0002]微波板间互联是微波模块、整机基板间实现电气连接非常灵活有效的手段，在目前微波整机设计中被广泛采用。
[0003]传统微波板间互联，是金丝或是标准宽度带线，为了消除不同微波介质之间不连续造成的阻抗失配，特需在微波介质基板传输导带做出高低阻抗异性加长段进行阻抗匹配，但此类匹配方式属于窄带匹配，从而制约了模块或是整机可用工作频带。以等标准宽度带线互联为例：频率范围较窄绝对带宽10GHz(DC～10GHz)，带内回波损耗不大于
‑
15dB，影响高频宽带微波单机使用。无法满足现有超宽带整机迫切需求，灵活性较差。
技术实现思路
[0004]本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，本专利技术提出一种适应DC至40GHz的微波板间互联结构，减小基板传输方向窄带匹配尺寸，进一步缩小模块尺寸，实现并实现超宽带特性。该结构可通过高效冲压加工实现；板间互联结构向接地面圆弧形凹陷，缩小互联结构宽度尺寸，消除应力，拓展工作频带。
[0005]本专利技术的技术解决方案是：一种适应DC至40GHz的微波板间互联结构，采用十字交叉圆角镜像对称结构，包含左右高阻部分、中间倒圆角低阻部分和圆弧结构，左右高阻部分设置在中间倒圆角低阻部分两侧，圆弧结构用于左右高阻部分与中间倒圆角低阻部分的连接过渡；中间倒圆角低阻部分互联结构中心线向微波板间缝隙底部向下凹陷。
[0006]进一步的，所述微波板间互联结构的材料为单一材料金属片。
[0007]进一步的，所述左右高阻部分的尺寸对称、尺寸相等，宽度与微波基板50欧姆微带传输线等宽度，长度满足互联结构和基板微带线结合工艺要求。
[0008]进一步的，所述中间倒圆角低阻部分的四个直角均进行倒圆角处理。
[0009]进一步的，所述中间倒圆角低阻部分从互联微波基板边缘起始。
[0010]进一步的，所述中间倒圆角低阻部分的宽度为w，中心线距离缝隙底部高度h的分析计算的方法为：
[0011]分析计算ε
r
＝ε
r
'＝1的零厚度、单一介质微带线的特性阻抗Z'0，其中，ε
r
、ε
r
'均表示空气介质相对介电常数；
[0012]给定两块微带线基板之间的宽度和缝隙深度，计算得到宽度w和高度h的初值；
[0013]利用三维仿真软件建立微波板和微波板间互联结构的三维仿真模型，微调宽度w和高度h进行模型优化，优化目标为DC至40GHz回波损耗≤
‑
25dB。
[0014]本专利技术与现有技术相比的优点在于：
[0015](1)相比传统标准带线、金丝互联，本专利技术不存在针对不同频段匹配段，尺寸小，带宽能覆盖DC至EHF频段微波产品，可作为标准电路直接应用，一劳永逸；
[0016](2)相比传统标准带线、金丝互联，本专利技术无需对基板间缝隙采用填充导电胶改善匹配，或是通过基板导带高低阻抗窄带匹配。简化生产流程、减少生产环节，从而压缩成本，而且提高可靠性。同时，不会引入一些不必要的寄生效应，从而使带内幅频特性改善；
[0017](3)相比传统标准带线、金丝互联，本专利技术可以实现多种缝隙宽度、深度最优化匹配标准定型，实现完美匹配。同时，本专利技术在实现上采用成熟材料，形式简单，且可以采用直接冲压成型工艺实现，很好的产品实现性。超宽带紧凑特性具有普遍使用性。
附图说明
[0018]图1是本专利技术的DC～40GHz微波板间互联结构三维仿真模型图；
[0019]图2是本专利技术的DC～40GHz微波板间互联结构三维仿真结果图；
[0020]图3是应用本专利技术设计思路的微波板间互联结构实物微波基板传输特性与回波损耗实测结果图。
具体实施方式
[0021]结合附图和实施例对本专利技术进行说明。
[0022]一种适应DC至40GHz的微波板间互联结构，采用全新十字交叉圆角镜像对称拓扑形式，互联结构材料是一种具有一定厚度单一材料金属片。如图1中俯视图所示，微波板间互联结构包含左右高阻部分1、中间倒圆角低阻部分2和左右高阻部分1与中间倒圆角低阻部分2互联处的圆弧结构3。其中，左右高阻部分1宽度与微波基板50欧姆微带传输线等宽度，长度为0.3mm，该长度满足互联结构和基板微带线结合工艺要求。中间倒圆角低阻部分2宽度为w，中心线距离缝隙底部高度h，厚度t。
[0023]依照图1所示，中间倒圆角低阻部分2宽度w和高度h分析计算的方法是：
[0024]先分析计算ε
r
＝ε
r
'＝1的零厚度、“单一介质微带线”的特性阻抗Z'0，特性阻抗计算公式如(1)式，ε
r
、ε
r
'均表示空气介质相对介电常数。假定两块微带线基板之间的宽度为0.3mm，缝隙深度为1.3mm，利用公式(1)进行计算可以得到宽度w和高度h的初值，宽度w为2.95mm，高度h为0.6mm，该初值作为三维场仿真的依据。
[0025][0026]利用三维仿真软件建立模型，微波基板厚度为0.381mm，微波基板介电常数ε
r
取值为9.9，导带厚度为0.005mm，微波基板接地面距离缝隙底面0.919mm，两块完全对称微波基板之间距离为0.3mm，互联结构设置为零厚度理想导体，空气高度为2.5mm，空气盒体外为理想导体，具体构型如图1所示。通过此拓扑结构初值，微调三维仿真软件模型关键尺寸w和h可以达到DC至40GHz高效传输特性以及低回波损耗，优化目标为DC至40GHz回波损耗dB(S(1,1))小于等于
‑
25dB。
[0027]仿真优化结果如图2所示，图2仿真结果图中横坐标是频率，单位GHz；纵坐标为S21和S11幅度对数结果单位dB。DC至40GHz回波损耗dB(S(1,1))小于等于
‑
26dB，达到设计要求。
[0028]在互联结构的基础上，将合理调整缝隙间结构向缝隙底部凹陷尺寸可以实现最优
DC～40GHz微波板间匹配。当中间倒圆角低阻部分2互联结构中心线与基板传输导带与缝隙底部的距离相同时，中间低阻互联结构宽度w较宽，不利于加工制造。将中间倒圆角低阻部分2互联结构中心线向缝隙底部向下凹陷也即距离缝隙底部尺寸h减小，从而可以降低中间倒圆角低阻部分2互联结果宽度尺寸。
[0029]实施例：
[0030]微波基板是A
‑
493(介电常数9.9)，基片厚度是0.381mm，导体厚度0.003mm，盒体空气高度2.5mm。两块完全一致基板之间的缝隙宽度0.3mm，缝隙深度为1.3mm。在DC到40GHz频率范围内，通过合理选取互联结构关键尺寸：过渡段结构宽度、长度以及凹陷高度可以保证整个宽带频带内较小插入损耗和较优的带内电压驻波比。
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种适应DC至40GHz的微波板间互联结构，其特征在于：采用十字交叉圆角镜像对称结构，包含左右高阻部分(1)、中间倒圆角低阻部分(2)和圆弧结构(3)，左右高阻部分(1)设置在中间倒圆角低阻部分(2)两侧，圆弧结构(3)用于左右高阻部分(1)与中间倒圆角低阻部分(2)的连接过渡；中间倒圆角低阻部分(2)互联结构中心线向微波板间缝隙底部向下凹陷。2.根据权利要求1所述的一种适应DC至40GHz的微波板间互联结构，其特征在于：所述微波板间互联结构的材料为单一材料金属片。3.根据权利要求1所述的一种适应DC至40GHz的微波板间互联结构，其特征在于：所述左右高阻部分(1)的尺寸对称、尺寸相等，宽度与微波基板50欧姆微带传输线等宽度，长度满足互联结构和基板微带线结合工艺要求。4.根据权利要求1所述的一种适应DC至40GHz的微波板间互联结构，其特征在于：所述中间倒圆角低阻部分(2)的四个...
【专利技术属性】
技术研发人员：马美霞，杨军，徐辉，刘江，何戎根，赵宝军，于谨华，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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