【技术实现步骤摘要】
共面波导器件的弯曲微波馈线及其结构设计方法
[0001]本申请涉及微波光子技术、光通信技术、微波
，特别涉及一种共面波导器件的弯曲微波馈线及其结构设计方法。
技术介绍
[0002]共面波导是一种典型的平面传输线结构，如图1所示，具有“地线
‑
信号线
‑
地线”配置，具有低损耗、低色散、易于串并联的优异特性，广泛应用于单片微波集成电路及光子集成回路。带有共面波导的微波光子器件、光通信器件和微波器件可以获得百GHz的高频率响应，相邻器件之间利用“地线”进行隔离，可以获得更高的隔离度。对共面波导电极进行折叠或弯曲形成弯曲微波馈线，有利于实现器件的小型化和集成化，然而弯曲处会呈现出几何尺寸非对称的不连续性。
[0003]对称共面波导中，电磁波在信号线两侧同时同相传输形成强耦合，表现为CPW(Coplanar Waveguide，共面波导)主模，具有较低的微波传输损耗，然而，如图2所示，虚线左侧的弯曲微波馈线的几何尺寸呈现不对称，电磁波在信号线两侧(根据弯曲半径大小分为“小弯曲半径侧”和“大弯曲半径侧”)的传输存在路径差，即相位差，处于松耦合，微波传输过程中会激励出CSL槽线寄生模式，导致严重的辐射损耗；此外，这种非对称的弯曲微波馈线与器件功能区电极的特征阻抗不同，电磁波传输到弯曲微波馈线与功能区连接处时会发生多次反射，且信号线内外两侧电磁波的反射程度不同，影响微波传输特性。在相位失配和阻抗失配的双重影响下，微波透射曲线表现出随频率周期变化的谐振，从而影响器件的工作带宽。>[0004]相关技术中，如图3所示，在共面波导的信号电极与地电极之间加载周期性微结构金属电极，已成为提升电光调制器、功分器、共面波导定向耦合器等电光器件、微波器件微波传输性能的重要方法。
[0005]然而，此类器件的弯曲微波馈线同样存在由传输路径差引起的CSL槽线寄生模式；此外，由于功能区微结构金属电极的加载，弯曲微波馈线与功能区电极的特征阻抗存在更大失配，进一步恶化微波传输特性，亟待解决。
技术实现思路
[0006]本申请提供一种共面波导器件的弯曲微波馈线及其结构设计方法，以抑制器件非连续性弯曲引起的寄生槽线模式，解决弯曲微波馈线与器件功能区电极之间的阻抗失配问题，消除微波传输特性的周期性谐振，降低辐射损耗，增大器件带宽，提高信息容量。
[0007]为达到上述目的，本申请一方面实施例提出一种共面波导器件的弯曲微波馈线，包括：由下到上依次配置的第一地电极、第一信号电极和第二地电极，其中，
[0008]所述第一地电极和所述第一信号电极形成的第一弯曲半径小于所述第一信号电极和所述第二地电极形成的第二弯曲半径；
[0009]所述第一地电极和所述第一信号电极形成的第一弯曲半径侧为多段连续弯曲的
弧线，所述第一地电极和所述第一信号电极之间设置有多个第一微结构金属电极，使得进入器件功能区电极的微波信号相位相同。
[0010]根据本申请的一个实施例，还包括：阻抗过渡段，所述阻抗过渡段包括下到上依次配置的第三地电极、第二信号电极和第四地电极，所述第三地电极分别与所述第一地电极和所述器件功能区的第五地电极相连，所述第二信号电极分别与所述第一信号电极和所述器件功能区的第三信号电极相连，所述第四地电极分别与所述第二地电极和所述器件功能区的第六地电极相连，其中，
[0011]所述第三信号电极、所述第二信号电极和所述第四地电极形成满足预设尺寸渐变条件的共面波导结构。
[0012]根据本申请的一个实施例，所述器件功能区电极为带有多个第二微结构金属电极的共面波导时，所述第三地电极和所述第二信号电极之间及所述第四地电极和所述第二信号电极之间均加载有多个第三微结构金属电极。
[0013]根据本申请的一个实施例，所述第一弯曲半径侧为多段连续弯曲的弧线。
[0014]根据本申请的一个实施例，所述微结构金属电极包括T型微结构金属电极、L型微结构金属电极、锯齿形微结构金属电极、栅形微结构金属电极和扇形微结构金属电极中的至少一种。
[0015]根据本申请的一个实施例，第二弯曲半径侧的信号传输速度大于第一弯曲半径侧的传输速度。
[0016]根据本申请实施例的共面波导器件的弯曲微波馈线，能够有效抑制器件非连续性弯曲引起的寄生槽线模式，解决了弯曲微波馈线与器件功能区电极之间的阻抗失配问题，消除微波传输特性的周期性谐振，降低辐射损耗，增大器件带宽，提高信息容量。
[0017]为达到上述目的，本申请二方面实施例提出一种共面波导器件的弯曲微波馈线结构设计方法，该方法包括以下步骤：
[0018]判断弯曲微波馈线的第一弯曲半径侧和第二弯曲半径测是否存在路径差，且所述弯曲微波馈线与器件功能区电极的阻抗是否匹配；
[0019]若所述弯曲微波馈线的第一弯曲半径侧和所述第二弯曲半径测存在路径差，且所述弯曲微波馈线与所述器件功能区电极的阻抗不匹配，则确定所述弯曲微波馈线与所述器件功能区电极的当前补偿需求包括路径补偿、速度补偿和阻抗匹配补偿；以及
[0020]根据所述路径补偿、所述速度补偿和所述阻抗匹配补偿分别设计所述第一弯曲半径侧微波信号传输的物理路径和所述阻抗过渡段；
[0021]识别所述器件功能区电极是否为带有多个第二微结构金属电极的共面波导电极；以及
[0022]若所述器件功能区电极为所述带有多个第二微结构金属电极的共面波导电极，则根据所述器件功能区电极补充设计所述第一弯曲半径侧微波信号传输的物理路径和所述阻抗过渡段。
[0023]根据本申请的一个实施例，所述根据所述路径补偿、所述速度补偿和所述阻抗匹配补偿分别设计所述第一弯曲半径侧微波信号传输的物理路径和所述阻抗过渡段，包括：
[0024]若所述当前补偿需求为所述路径补偿，则增加所述第一弯曲半径侧微波信号传输的物理路径，或减少第二弯曲半径侧微波信号传输的物理路径；
[0025]若所述当前补偿需求为所述速度补偿，则在所述第一弯曲半径侧的第一信号电极和第一地电极上加载多个第一微结构金属电极；
[0026]若所述当前补偿需求为所述阻抗匹配补偿，则将所述阻抗过渡段设置为满足预设尺寸渐变条件的共面波导结构。
[0027]根据本申请的一个实施例，在所述当前补偿需求为所述速度补偿和所述阻抗匹配补偿时，还包括：
[0028]在所述弯曲微波馈线的第二弯曲半径侧的第一信号电极和/或第二地电极上加载多个第四微结构金属电极。
[0029]根据本申请的一个实施例，若所述器件功能区电极为所述带有多个第二微结构金属电极的共面波导电极，则根据所述器件功能区电极补充设计所述第一弯曲半径侧微波信号传输的物理路径和所述阻抗过渡段，包括：
[0030]将所述阻抗过渡段设置为满足预设尺寸渐变条件的共面波导结构的同时，在所述共面波导结构上加载多个第三微结构金属电极。
[0031]根据本申请的一个实施例，在判断所述弯曲微波馈线的第一弯曲半径侧和所述第二弯曲半径测是本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种共面波导器件的弯曲微波馈线，其特征在于，包括：由下到上依次配置的第一地电极、第一信号电极和第二地电极，其中，所述第一地电极和所述第一信号电极形成的第一弯曲半径小于所述第一信号电极和所述第二地电极形成的第二弯曲半径；所述第一地电极和所述第一信号电极形成的第一弯曲半径侧为多段连续弯曲的弧线，所述第一地电极和所述第一信号电极之间设置有多个第一微结构金属电极，使得进入器件功能区电极的微波信号相位相同。2.根据权利要求1所述的共面波导器件的弯曲微波馈线，其特征在于，还包括：阻抗过渡段，所述阻抗过渡段包括下到上依次配置的第三地电极、第二信号电极和第四地电极，所述第三地电极分别与所述第一地电极和所述器件功能区的第五地电极相连，所述第二信号电极分别与所述第一信号电极和所述器件功能区的第三信号电极相连，所述第四地电极分别与所述第二地电极和所述器件功能区的第六地电极相连，其中，所述第三地电极、所述第二信号电极和所述第四地电极形成满足预设尺寸渐变条件的共面波导结构。3.根据权利要求2所述的共面波导器件的弯曲微波馈线，其特征在于，所述器件功能区电极为带有多个第二微结构金属电极的共面波导时，所述第三地电极和所述第二信号电极之间及所述第四地电极和所述第二信号电极之间均加载有多个第三微结构金属电极。4.根据权利要求3所述的共面波导器件的弯曲微波馈线，其特征在于，所述微结构金属电极包括T型微结构金属电极、L型微结构金属电极、锯齿形微结构金属电极、栅形微结构金属电极和扇形微结构金属电极中的至少一种。5.根据权利要求3所述的共面波导器件的弯曲微波馈线，其特征在于，第二弯曲半径侧的信号传输速度大于第一弯曲半径侧的传输速度。6.一种共面波导器件的弯曲微波馈线结构设计方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：判断弯曲微波馈线的第一弯曲半径侧和第二弯曲半径测是否存在路径差，且所述弯曲微波馈线与器件功能区电极的阻抗是否匹配；若所述第一弯曲半径侧和所述第二弯曲半径测存在路径差，且所述弯曲微波馈线与所述器件功能区电极的阻抗不匹配，则确定所述弯曲微波馈线与所述器件功能区电极的当前补偿需求包括路径补偿、速度补偿和阻抗匹配补偿；根据所述路径补偿、所述速度补偿和所述阻抗匹配补偿分别设计所述第一弯曲半径侧微波信号传输的物理路径和所述阻抗过渡段；识别所述器件功能区电极是否为带有多个第二微结构金属电极的共面波导电极；以及若所述器件功能区电极为所述带有多个第二微结构金属电极的共...
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