本发明专利技术属于微波器件技术领域，具体涉及一种X波段傅里叶节匹配结构及其设计方法。本发明专利技术包括基片集成波导和傅里叶节，在传统匹配结构的基础上，外延加载椭圆形傅里叶结构或椭环形傅里叶结构的傅里叶节，改变传输线的等效电感和电容值，从而实现基片集成波导与微带线更好的匹配，并且减小体积，使得基片集成波导与微带线在满足小尺寸的情况下实现更宽频带的匹配。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微波器件，具体涉及一种x波段傅里叶节匹配结构及其设计方法。
技术介绍
1、随着科技发展进步，微波技术逐渐向小型化，集成化发展。相比于传统波导结构，基片集成波导在尺寸上显著减小，因此其广泛应用于微波器件，由于基片集成波导在进行外部匹配时有一定难度，因此设计器件时需要将基片集成波导与微带线进行匹配，只有匹配较好的情况下才能更好的进行集成。
2、现有基片集成波导与微带线之间的过渡结构包括直线型、指数型、二项式多节、切比雪夫多节等，较宽的频带实现基片集成波导与微带线的较好匹配时需要较大的尺寸，难以同时做到宽频带与小尺寸。
技术实现思路
1、针对上述存在问题或不足，为解决现有基片集成波导与微带线匹配时小型化与宽频带难以同时兼顾的问题，本专利技术提供了一种x波段傅里叶节匹配结构及其设计方法，通过采用椭圆形傅里叶结构或椭环形傅里叶结构，使得基片集成波导与微带线在满足小尺寸的情况下实现更宽频带的匹配。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种x波段傅里叶节匹配结构，包括基片集成波导和傅里叶节。
4、所述基片集成波导在x波段s11小于-40db，宽边为w。
5、所述傅里叶节为两段相同的椭圆形傅里叶结构或椭圆环形傅里叶结构，分别设置于基片集成波导的输入输出端，傅里叶节与基片集成波导的其一金属层处于同一平面。
6、椭圆形傅里叶结构，由结构相同的n个匹配节构成，1＜n≤4，各匹配节的结构形状相同，尺寸参数不同。
<
p>7、第一匹配节的构成方法为：在长边为l1、宽边为w1的矩形的两条长边向外构建m个同样大小的半椭圆，m取4-16之间的偶数，半椭圆的长轴为b1、短轴为a1；m个半椭圆以其短轴a1对称的依次排布于矩形的两条长边l1之上，且m/2×a1＝l1，(w1+b1)＜w/2，以使得m个半椭圆以其短轴依次满布的相适应外接于矩形的两条长边；第一匹配节的一端以其矩形宽边居中对接在基片集成波导的宽边w，另一端居中对接第二匹配节，矩形宽边为连接边。8、第二匹配节相应的矩形宽边为w2、长边为l2，半椭圆的长轴为b2、短轴为a2，且w2＜w1，(w2+b2)＜(w1+b1)。第二匹配节以其矩形的一条宽边居中对应的与第一匹配节矩形宽边相适应连接，即w2位于w1上且两者的中点重合；另一矩形宽边对接下一匹配节。
9、以此类推，第n匹配节相应的矩形宽边为wn、长边为ln，半椭圆的长轴为bn、短轴为an，且wn＜w(n-1)，wn+bn＜w(n-1)+b(n-1)；第n匹配节以其矩形的一条宽边居中对应的与第(n-1)匹配节矩形宽边相适应连接，即wn位于w(n-1)上且两者的中点重合；另一矩形宽边对接50欧姆微带线。由于该椭圆形傅里叶结构是实现基片集成波导与微带线之间的匹配，因此第n匹配节的矩形宽边wn需小于50欧姆微带线的宽度d，且第n匹配节的矩形宽边wn加上第n匹配节相应半椭圆的长轴bn需大于50欧姆微带线的宽度d，第n匹配节相应半椭圆的短轴为an，即wn＜d＜(wn+bn)。
10、椭圆环形傅里叶结构是在椭圆形傅里叶结构的基础上，在椭圆形傅里叶结构的每个半椭圆内增加一个中心点、长短轴均重合的较小半椭圆镂空结构，构成半椭圆环。各匹配节相应较小半椭圆的长轴bn1、短轴an1取值分别在bn和an的40％-60％之间。
11、上述x波段傅里叶节匹配结构的设计方法，包括以下步骤：
12、步骤1、设计一个适合x波段传输的基片集成波导结构，包括基片集成波导的介质基板的介电常数ε、基片集成波导的宽度w、厚度h、基片集成波导的金属通孔间距j、金属通孔直径d。
13、步骤2、将步骤1设计的基片集成波导的其一金属层与傅里叶节置于同一平面，在该金属层的两条宽边w分别向外构建两个相同的傅里叶节，傅里叶节的第一匹配节矩形的宽边w1居中位于siw的宽边w之上。确定匹配节的个数n，匹配节的个数越多，则匹配越好，但体积也随着增大。然后确定椭圆形傅里叶结构的半椭圆个数m。
14、第n匹配节相应矩形的长边为ln、宽边为wn，相应半椭圆的长轴为bn、短轴为an；且m/2×an＝ln，(w1+b1)＜w/2；且wn＜w(n-1)，wn+bn＜w(n-1)+b(n-1)，wn＜d＜(wn+bn)。
15、步骤3、在仿真软件中，构建步骤2确定的x波段傅里叶节匹配结构模型，通过仿真软件改变傅里叶节中的wn、an、bn、ln，进一步优化x波段傅里叶节匹配结构的性能。
16、进一步的，在所述步骤2中引入椭圆环形傅里叶结构，在椭圆形傅里叶结构的基础上，在椭圆形傅里叶结构的每个半椭圆内增加一个中心点、长短轴均重合的较小半椭圆镂空结构，构成半椭圆环。各匹配节相应较小半椭圆的长轴bn1、短轴an1取值分别在bn和an的40％-60％之间。然后再进行步骤3的仿真优化设计。
17、综上所述，本专利技术采用椭圆形傅里叶结构或椭环形傅里叶结构，在传统匹配结构的基础上，外延加载半椭圆形结构或半椭环形结构，改变传输线的等效电感和电容值，从而实现基片集成波导与微带线更好的匹配，并且减小体积。
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【技术保护点】
1.一种X波段傅里叶节匹配结构，其特征在于：包括基片集成波导和傅里叶节；
2.如权利要求1所述X波段傅里叶节匹配结构的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.如权利要求1所述X波段傅里叶节匹配结构的设计方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种x波段傅里叶节匹配结构，其特征在于：包括基片集成波导和傅里叶节；
2.如权利要求1所述x波段傅里叶节匹配...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪晓光，钱翠，徐欢，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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