一种基于矩形波导到微带间隙波导的宽带巴伦制造技术

本发明专利技术公开了一种基于矩形波导到微带间隙波导的宽带巴伦，包括相连接的矩形波导和过孔介质板层，以及金属盖板；过孔介质板层包括介质基板上表面的印刷微带线、周期性金属贴片、周期性金属化通孔和金属接地板，接地板上的缝隙与矩形波导尺寸相同，过孔介质板层与上层金属盖板间留有空气间隙：微带线通过金属化通孔短接到接地平面，构成微带脊结构；微带线周围周期性排布金属化孔，每个金属化孔与对应位置的金属贴片构成EBG结构。本发明专利技术解决了矩形波导到微带间隙波导的宽带巴伦设计问题，并在微带线上再次进行阻抗匹配实现双谐振点宽带功能和向所需传输线宽度的转换功能，具有结构简单，易集成，加工简单，尺寸小，插入损耗小，结构性能稳定的优势。结构性能稳定的优势。结构性能稳定的优势。

【技术实现步骤摘要】
一种基于矩形波导到微带间隙波导的宽带巴伦


[0001]本专利技术属于电子
，特别是一种基于矩形波导到微带间隙波导的宽带巴伦。

技术介绍

[0002]对于毫米波段，特别是60GHz以上的频段，传统微带线及共面波导线等平面传输线由于色散和介电材料的损耗，将产生较高的插入损耗，并且由于尺寸的限制，对其加工精度的要求极高。
[0003]2009年，瑞典的P.
‑
S.Kildal教授提出脊间隙波导GWG(Gap waveguide)传输线技术，作为传统金属波导的演进，鉴于其具有低传输损耗、低加工成本以及高集成度等特性，被广泛适用于毫米波系统。
[0004]在P.S.Kildal教授2009年的文章“Three metamaterial
‑
based gap waveguides between parallel metal plates for mm/submm waves”中将间隙波导的实现归纳为以下三种形式：微带型间隙波导、脊型间隙波导和槽型间隙波导。其中微带型间隙波导由于其集成性好，此类结构运用最为广泛，可以组合微带线或者基片集成波导进行天线馈电网络设计，也可用于器件设计以及系统中的电路连接。
[0005]2016年，操宝林、王昊等在IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters期刊上发表了“W
‑
Band High
‑
Gain TE220
‑
Mode Slot Antenna Array With Gap Waveguide Feeding Network”，实现了矩形波导到单端微带间隙波导的过度，但未提出矩形波导到双端微带线宽带巴伦结构的设计。
[0006]由上可知，现有技术虽然实现了矩形波导到单端微带间隙波导的过度设计，但上述文章及现有公开的文章专利中均未提及但未提出矩形波导到双端微带线宽带巴伦结构的设计。存在需求应用要求，故有必要设计一种基于矩形波导到微带间隙波导的宽带巴伦。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于针对上述现有技术存在的问题，提供一种基于矩形波导到微带间隙波导的宽带巴伦。
[0008]实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种基于矩形波导到微带间隙波导的宽带巴伦，包括金属接地平面、介质板、间隙层、金属盖板、微带、金属贴片、金属化通孔，矩形波导；所述介质板的下表面设置金属层，该金属层为金属接地平面，介质板的上表面设置微带和金属贴片，介质板的上方设置金属盖板，介质板与金属盖板之间通过间隙层隔离，介质板上设置若干金属化通孔；所述微带上设置若干金属化通孔，形成微带脊结构，短接到金属接地平面，微带上相邻两个金属化通孔的间距相同；所述微带的两侧被周期性排布的电磁带隙EBG结构包围，所述电磁带隙EBG结构包括金属化通孔和与其对应设置的金属贴片；所述矩形波导设置在金属接地平面下方，通过金属接地平面上的耦合孔与所述微带相耦合。
[0009]进一步地，所述间隙层的高度小于0.25波长。
[0010]进一步地，所述间隙层由空气填充。
[0011]进一步地，所述矩形波导包括一个输入端口p1，微带包括两个输出端口p2和p3，两输出端口的相位差为180
°
。
[0012]进一步地，所述微带包括用于耦合所述矩形波导与微带的第一阻抗匹配段，位于两个输出端口处的两个微带线，以及位于第一阻抗匹配段两端且实现两个微带线分别与第一阻抗匹配段阻抗匹配的两个第二阻抗匹配段。
[0013]进一步地，所述第一阻抗匹配段的长为L1，宽为w1，通过调节第一阻抗匹配段的长宽实现矩形波导和微带的阻抗匹配。
[0014]进一步地，所述第二阻抗匹配段的长为L2，宽为w2，通过调节第二阻抗匹配段的长宽实现第一阻抗匹配段和微带线的阻抗匹配。
[0015]本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：1)本专利技术的一种基于矩形波导到微带间隙波导的宽带巴伦解决了矩形波导到微带间隙波导的宽带巴伦设计问题，同时采用双谐振点拓宽了带宽；2)本专利技术的一种基于矩形波导到微带间隙波导的宽带巴伦适用于低频和高频电路；3)本专利技术的一种基于矩形波导到微带间隙波导的宽带巴伦具有较宽的工作带宽和较低的插入损耗，同时具有剖面低、易加工集成、制造成本低的特点。
[0016]下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。
附图说明
[0017]图1为本专利技术基于矩形波导到微带间隙波导过渡结构的宽带巴伦的结构示意图。
[0018]图2为本专利技术基于矩形波导到微带间隙波导过渡结构的宽带巴伦的剖面图。
[0019]图3为本专利技术基于矩形波导到微带间隙波导过渡结构的宽带巴伦的透视图。
[0020]图4为本专利技术基于矩形波导到微带间隙波导过渡结构的宽带巴伦的一个实施例的结构尺寸示意图。
[0021]图5为本专利技术一个实施例的S参数幅值仿真图。
[0022]图6为本专利技术一个实施例的S参数相位仿真图。
具体实施方式
[0023]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的首选实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。
[0024]本专利技术提供了一种基于矩形波导到微带间隙波导的宽带巴伦，包括金属接地平面1、介质板2、间隙层3、金属盖板4、微带8、金属贴片6、金属化通孔7，矩形波导5；所述介质板2的下表面设置金属层，该金属层为金属接地平面1，介质板2的上表面设置微带8和金属贴片6，介质板2的上方设置金属盖板4，介质板2与金属盖板4之间通过间隙层3隔离，介质板2上设置若干金属化通孔7；所述微带8上设置若干金属化通孔7，形成微带脊结构，微带8上相邻两个金属化通孔的间距相同；所述微带8的两侧被周期性排布的电磁带隙EBG结构包围，所述电磁带隙EBG结构包括金属化通孔7和与其对应设置的金属贴片6；所述矩形波导5设置在金属接地平面1下方，通过金属接地平面1上的耦合孔与所述微带8相耦合。
[0025]所述间隙层3的高度小于0.25波长。
[0026]所述间隙层3由空气填充。
[0027]所述矩形波导5包括一个输入端口p1，微带8包括两个输出端口p2和p3，两输出端口的相位差为180
°
。
[0028]所述微带8包括用于耦合所述矩形波导5与微带8的第一阻抗匹配段9，位于两个输出端口处的两个微带线11，以及位于第一阻抗匹配段9两端且实现两个微带线11分别与第一阻抗匹配段9阻抗匹配的两个第二阻抗匹配段10。
[0029]所述第一阻抗匹配段9的长为L1，宽为w1，通过调节第一阻抗匹配段9的长宽实现矩形波导5和微带8的阻抗匹配。
[0030]所述第二阻抗匹配段10的长为L2，宽为w2，通过调节第二阻抗匹配段10的长宽实现第一阻抗匹配段9和微带线11的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于矩形波导到微带间隙波导的宽带巴伦，其特征在于，包括金属接地平面[1]、介质板[2]、间隙层[3]、金属盖板[4]、微带[8]、金属贴片[6]、金属化通孔[7]，矩形波导[5]；所述介质板[2]的下表面设置金属层，该金属层为金属接地平面[1]，介质板[2]的上表面设置微带[8]和金属贴片[6]，介质板[2]的上方设置金属盖板[4]，介质板[2]与金属盖板[4]之间通过间隙层[3]隔离，介质板[2]上设置若干金属化通孔[7]；所述微带[8]上设置若干金属化通孔[7]，形成微带脊结构，微带[8]上相邻两个金属化通孔的间距相同；所述微带[8]的两侧被周期性排布的电磁带隙EBG结构包围，所述电磁带隙EBG结构包括金属化通孔[7]和与其对应设置的金属贴片[6]；所述矩形波导[5]设置在金属接地平面[1]下方，通过金属接地平面[1]上的耦合孔与所述微带[8]相耦合。2.根据权利要求1所述的基于矩形波导到微带间隙波导的宽带巴伦，其特征在于，所述间隙层[3]的高度小于0.25波长。3.根据权利要求1或2所述的基于矩形波导到微带间隙波导的宽带巴伦，其特征在于，所述间隙层[3]由空气填充。4.根据权利要求1所述的基于矩形波导到微带间隙波导的宽带巴伦，其特征在于，所述矩形波导...

【专利技术属性】
技术研发人员：褚慧，孙全，顾陈，洪弘，孙理，薛彪，李彧晟，朱晓华，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：