一种毫米波微带-波导转换器制造技术

本发明专利技术公开了一种毫米波微带

【技术实现步骤摘要】
一种毫米波微带
‑
波导转换器


[0001]本专利技术属于波导转换器
，具体涉及一种毫米波微带
‑
波导转换器。

技术介绍

[0002]在毫米波雷达天线领域，为了便于产品集成，大部分天线和传输线多用于微带形式，但是介质板的损耗却比较严重，这无形中损耗了产品的功率，为了解决这个难题，毫米波波导天线应运而生，然而波导天线需要和雷达芯片进行级联，为了方便芯片和波导级联，采用微带
‑
波导转换器，但是波导和PCB的集成难，需要设计一种毫米波微带
‑
波导转换器解决上述问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种毫米波微带
‑
波导转换器，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种毫米波微带
‑
波导转换器，包括PCB板、耦合微带线、波导和金属化通孔，所述波导H面，所述耦合微带线包括Rogers RO3003介质板和FR4衬底组成，所述Rogers RO3003介质板上设置有微带耦合双线，所述Rogers RO3003介质板下设置F4B衬底且在介质板下面敷铜，耦合微带线和波导腔体间设计一个矩形金属贴片，并在矩形金属贴片上开一个椭圆形的空气槽。
[0005]优选的，所述Rogers RO3003介质板的厚度为0.127mm，所述FR4衬底放入厚度为0.23mm。
[0006]优选的，所述Rogers RO3003介质板下面敷铜厚度为0.018mm。
[0007]优选的，所述耦合微带线工作于奇模模式，其两条传输线的宽度相同，中间间隔一定缝隙，两条传输线相位相差180
°
。
[0008]优选的，所述Rogers RO3003介质板上波导垂直位置的正下方利用金属化通孔围成和波导内腔尺寸相当的矩形介质腔。
[0009]优选的，所述耦合微带线的宽度为Wt＝0.15mm，两条耦合微带线之间的距离为g1＝0.15mm。
[0010]优选的，所述矩形金属贴片中心位置开有椭圆形的空气槽，空气槽的宽度为g2＝0.2mm。
[0011]优选的，所述波导为矩形波导，且矩形波导宽边长为a＝3.0988mm，窄边为b＝1.5494mm。
[0012]优选的，所述耦合微带线采用奇模模式，即在微带线上的电场方向除了有从微带线指向金属地的还有两条微带线之间电场分量具体电场方向。
[0013]优选的，所述耦合微带线的两条耦合线上的电场方向正好和波导TE10模式的电场方向一致。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0015]1.本专利技术为一款E波段微带波导转换关节，其中微带线采用耦合式微带线，波导采用标准波导BJ740，在结构上采用微带背腔代替了传统微带波导转换器中的波导背腔，从而优化了波导和PCB的集成难的问题，耦合微带线的一端可以和雷达芯片连接，另一端可以耦合到波导内，通过波导即可以转换到波导天线，具有驻波低、插损小和带宽宽的特点，其中在74
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85GHz范围内，转换器的S11＜
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15dB，插入损耗S21＜0.4dB其指标性能优越。
[0016]2.本专利技术采用波导H面进行耦合过渡设计，因为波导的E面宽度是H面宽度的两倍左右。采用H面馈电耦合，同时可以减小微带线的走线长度，减少介质板对电磁波的能量损耗，毫米波微带
‑
波导转换器在工作时，回波损耗低，插入损耗小。
[0017]3.本专利技术采用了微带介质板腔体作为微带波导转换器中波导的反射短路面，这大大方便了雷达芯片和无源波导天线阵列的连接和集成，同时减小了毫米波在介质板上路径长度减小了能量损耗；同时为波导天线在毫米波车载雷达方向的应用提供了支撑，而且本设计通过波导H面进行耦合匹配设计，这在雷达芯片和波导集成时节省了横向间距，可以进一步减小产品的结构尺寸以确保整机产品轻小灵巧。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的耦合微带线
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波导转换器模型结构示意图；
[0019]图2为本专利技术的耦合微带线结构图和奇模场分布图；
[0020]图3为本专利技术的介质波导示意图；
[0021]图4为本专利技术的毫米波微带
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波导转换器仿真S
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参数曲线和电场分布图。
具体实施方式
[0022]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]请参阅图1至图4，本专利技术提供一种技术方案：一种毫米波微带
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波导转换器，包括PCB板、耦合微带线、波导和金属化通孔，波导H面，耦合微带线包括Rogers RO3003介质板和FR4衬底组成，Rogers RO3003介质板上设置有微带耦合双线，Rogers RO3003介质板下设置F4B衬底且在介质板下面敷铜，耦合微带线和波导腔体间设计一个矩形金属贴片，并在矩形金属贴片上开一个椭圆形的空气槽，Rogers RO3003介质板的厚度为0.127mm，FR4衬底放入厚度为0.23mm，Rogers RO3003介质板下面敷铜厚度为0.018mm，耦合微带线工作于奇模模式，其两条传输线的宽度相同，中间间隔一定缝隙，两条传输线相位相差180
°
，Rogers RO3003介质板上波导垂直位置的正下方利用金属化通孔围成和波导内腔尺寸相当的矩形介质腔，耦合微带线的宽度为Wt＝0.15mm，两条耦合微带线之间的距离为g1＝0.15mm，矩形金属贴片中心位置开有椭圆形的空气槽，空气槽的宽度为g2＝0.2mm，波导为矩形波导，且矩形波导宽边长为a＝3.0988mm，窄边为b＝1.5494mm，耦合微带线采用奇模模式，即在微带线上的电场方向除了有从微带线指向金属地的还有两条微带线之间电场分量具体电场方向，耦合微带线的两条耦合线上的电场方向正好和波导TE10模式的电场方向一致。
[0024]耦合微带线利用毫米波PCB工艺，敷铜于Rogers RO3003介质板上，敷铜厚度为Ht
＝0.018mm，Rogers RO3003介质板厚度为Hj＝0.127mm，同时介质板背面也敷铜厚度为Ht。由于Rogers RO3003介质板厚度较小，为了确保结构强度在其背面利用价格较低的F4B介质板进行衬底支撑，其中F4B的厚度为0.3mm，并且背面敷铜。在实际应用时，为了进一步加强微带板的结构强度可以利用F4B进行多次不同厚度或者同厚度进行衬底工艺。
[0025]耦合微带线的宽度为Wt＝0.15mm，两条耦合微带线之间的距离为g1＝0.15mm。在耦合微带线和波导的转接处连接微带线的一端设计一个矩形贴片，其中中心位置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种毫米波微带
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波导转换器，其特征在于：包括PCB板、耦合微带线、波导和金属化通孔，所述波导H面，所述耦合微带线包括Rogers RO3003介质板和FR4衬底组成，所述Rogers RO3003介质板上设置有微带耦合双线，所述Rogers RO3003介质板下设置F4B衬底且在介质板下面敷铜，耦合微带线和波导腔体间设计一个矩形金属贴片，并在矩形金属贴片上开一个椭圆形的空气槽。2.根据权利要求1所述的一种毫米波微带
‑
波导转换器，其特征在于：所述Rogers RO3003介质板的厚度为0.127mm，所述FR4衬底放入厚度为0.23mm。3.根据权利要求1所述的一种毫米波微带
‑
波导转换器，其特征在于：所述Rogers RO3003介质板下面敷铜厚度为0.018mm。4.根据权利要求1所述的一种毫米波微带
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波导转换器，其特征在于：所述耦合微带线工作于奇模模式，其两条传输线的宽度相同，中间间隔一定缝隙，两条传输线相位相差180
°
。5.根据权利要求1所述的一种毫米波微带
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波...

【专利技术属性】
技术研发人员：李力新，潘俊伟，张博，宋明鑫，
申请(专利权)人：广西睛智汽车技术有限公司，
类型：发明
国别省市：