【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微波毫米波电子器件领域，尤其涉及一种用于微波毫米波传输线的超宽带垂直过渡结构。
技术介绍
1、射频子系统通常是接收机、发射机和各种其他微波超级组件。早期的组件一般采用两层设计，一侧采用射频电路，另一侧采用电源和控制。在当前时代背景下，各种雷达和电子战应用所需的各种类型的射频子系统正在变得更加紧凑、轻量级和多功能，对这些应用的需求导致了两个或多个射频层的设计，从而引入了多个射频交叉的问题。因此，在两个或两个以上的射频层设计中，需要实现一个简单而经济有效的宽频带射频信号垂直过渡，以此解决在不同层中两条微带传输线之间信号传输的不连续问题。在这里，在宽射频频率范围上的阻抗匹配是良好的射频交叉设计的最关键。
2、现有的两个或两个以上的射频层设计中，微波毫米波传输信号垂直过渡结构较为复杂，带宽不够宽，带内驻波性能不够好，不易于集成，不能实现超宽频带下良好的阻抗匹配。
技术实现思路
1、专利技术目的：为了解决上述现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种用于微波毫米波传输线的超宽带垂直过渡结构。
2、技术方案：本专利技术提供了一种用于微波毫米波传输线的超宽带垂直过渡结构，括同轴连接器，第一、第二介质基板，第一、第二顶层传输线，第一、第二图形层，第一、第二顶层金属化过孔焊盘，第一、第二金属屏蔽腔；所述第一金属屏蔽腔和第二金属屏蔽腔通过同轴连接器垂直连接，且两个金属屏蔽腔相互平行；所述第一介质基板，第一顶层传输线，第一图形层和第一顶层金属化过孔焊盘均设置在第一金属
3、进一步的，还包括第一、第二空气腔，所述第一、第二空气腔均为开口型圆柱结构，且第一空气腔的半径大于第二空气腔的半径；所述第一空气腔设置在第一金属屏蔽腔的底部，且第一图形层和第一金属屏蔽腔底面的通孔与第一空气腔的半径相等，使得第一空气腔与第一金属屏蔽腔联通，第一空气腔的底部设有供同轴连接器内导体通过的通孔；所述第二空气腔设置在第二金属屏蔽腔的上表面，所述第二图形层和第二金属屏蔽腔上表面的通孔与第二空气腔的半径相等，使得第二空气腔与第二金属屏蔽腔联通，第二空气腔的上表面设有供同轴连接器内导体通过的通孔。
4、进一步的，第一空气腔直径为2mm，高度为0.2mm，第二空气腔直径为1.06mm，高度为0.35mm。
5、进一步的，所述第一顶层传输线和第一顶层金属化过孔焊盘通过电镀设置在第一介质基板的上表面，所述第一图形层通过电镀设置在第一介质基板的下表面。
6、进一步的，所述第二顶层金属化过孔焊盘和第二顶层传输线通过电镀设置在第二介质基板的下表面，所述第二图形层通过电镀置在第二介质基板的上表面。
7、进一步的，第一顶层金属化过孔焊盘为半环形金属化过孔焊盘或者渐变式微带金属化过孔焊盘；第一顶层金属化过孔焊盘中的金属化过孔阵列采用半环形结构，过孔直径为0.4mm，过孔数量为7。
8、进一步的，第二顶层金属化过孔焊盘中的金属化过孔阵列采用对称式双列结构，过孔直径为0.4mm，过孔数量为4。
9、进一步的，所述同轴连接器的特性阻抗为50欧姆，同轴连接器内导体的直径为0.3mm，同轴连接器外导体以及玻璃介质的高度为1.75mm，直径为1.93mm，第一介质基板以及第二介质基板的相对介电常数为2.2，两个介质基板的厚度均为0.127mm，第一顶层传输线，第二顶层传输线，第一图形层和第二图形层的厚度均为17um。
10、进一步的，所述第一顶层传输线阻抗匹配段呈类圆形，半圆直径为0.8mm，所述第二顶层传输线阻抗匹配段呈圆形，直径为0.8mm。
11、有益效果
12、本专利技术提出的超宽带垂直过渡结构，具有良好的传输性能，体积小，高可靠性，低损耗，工作频带宽，易于加工和集成等优点，对未来雷达、通信领域中对微波、毫米波集成电路设计具有重要的借鉴意义。
13、本专利技术将第一顶层传输线中的匹配焊盘设计成类圆形，在距离匹配焊盘二十分之波长的位置周围增加半环形金属化过孔焊盘，以确保良好的宽带频率范围。第一顶层传输线中的金属化过孔焊盘采用渐变式微带焊盘，以确保良好的阻抗匹配，同时减少与传输线的信号耦合。
14、本专利技术将第二顶层顶层传输线中的匹配焊盘设计成圆形，在匹配焊盘两侧增加金属化过孔焊盘，在降低结构复杂性的同时，保证了良好的阻抗匹配，改善了过渡损耗，并防止不必要的平行板模式。
15、本专利技术设置了空气腔，避免了高次模的产生，降低了电容效应，进一步保证了过渡结构的信号传输性能，改善了过渡结构的阻抗匹配以及过渡损耗问题。
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1.一种用于微波毫米波传输线的超宽带垂直过渡结构，其特征在于，包括同轴连接器，第一、第二介质基板，第一、第二顶层传输线，第一、第二图形层，第一、第二顶层金属化过孔焊盘，第一、第二金属屏蔽腔；所述第一金属屏蔽腔和第二金属屏蔽腔通过同轴连接器垂直连接，且两个金属屏蔽腔相互平行；所述第一介质基板，第一顶层传输线，第一图形层和第一顶层金属化过孔焊盘均设置在第一金属屏蔽腔内，第一顶层传输线和第一顶层金属化过孔焊盘设置在第一介质基板的上表面，所述第一图形层设置在第一介质基板的下表面，且第一图形层与第一金属屏蔽腔内部的下底面固定连接，所述第一介质基板上设有与第一金属化过孔焊盘相应的第一金属化过孔阵列，所述第一金属化过孔阵列导通第一金属化过孔焊盘，第一介质基板和第一图形层；所述第一图形层，第一金属屏蔽腔的底面以及第一介质基板上均设有以同轴连接器内导体圆心为圆心的通孔；所述第二介质基板，第二顶层传输线，第二图形层和第二顶层金属化过孔焊盘均设置在第二金属屏蔽腔内，所述第二图形层设置在第二介质基板的上表面，与第二金属屏蔽腔内部的上表面固定连接，所述第二顶层金属化过孔焊盘和第二顶层传输线均设置在第二介质
2.根据权利要求1所述的一种用于微波毫米波传输线的超宽带垂直过渡结构，其特征在于，还包括第一、第二空气腔，所述第一、第二空气腔均为开口型圆柱结构，且第一空气腔的半径大于第二空气腔的半径；所述第一空气腔设置在第一金属屏蔽腔的底部，且第一图形层和第一金属屏蔽腔底面的通孔与第一空气腔的半径相等，使得第一空气腔与第一金属屏蔽腔联通，第一空气腔的底部设有供同轴连接器内导体通过的通孔；所述第二空气腔设置在第二金属屏蔽腔的上表面，所述第二图形层和第二金属屏蔽腔上表面的通孔与第二空气腔的半径相等，使得第二空气腔与第二金属屏蔽腔联通，第二空气腔的上表面设有供同轴连接器内导体通过的通孔。
3.根据权利要求2所述的一种用于微波毫米波传输线的超宽带垂直过渡结构，其特征在于，第一空气腔直径为2mm，高度为0.2mm，第二空气腔直径为1.06mm，高度为0.35mm。
4.根据权利要求1所述的一种用于微波毫米波传输线的超宽带垂直过渡结构，其特征在于，所述第一顶层传输线和第一顶层金属化过孔焊盘通过电镀设置在第一介质基板的上表面，所述第一图形层通过电镀设置在第一介质基板的下表面。
5.根据权利要求1所述的一种用于微波毫米波传输线的超宽带垂直过渡结构，其特征在于，所述第二顶层金属化过孔焊盘和第二顶层传输线通过电镀设置在第二介质基板的下表面，所述第二图形层通过电镀置在第二介质基板的上表面。
6.根据权利要求1所述的一种用于微波毫米波传输线的超宽带垂直过渡结构，其特征在于，第一顶层金属化过孔焊盘为半环形金属化过孔焊盘或者渐变式微带金属化过孔焊盘；第一顶层金属化过孔焊盘中的金属化过孔阵列采用半环形结构，过孔直径为0.4mm，过孔数量为7。
7.根据权利要求1所述的一种用于微波毫米波传输线的超宽带垂直过渡结构，其特征在于，第二顶层金属化过孔焊盘中的金属化过孔阵列采用对称式双列结构，过孔直径为0.4mm，过孔数量为4。
8.据权利要求1所述的一种用于微波毫米波传输线的超宽带垂直过渡结构，其特征在于，所述同轴连接器的特性阻抗为50欧姆，同轴连接器内导体的直径为0.3mm，同轴连接器外导体以及玻璃介质的高度为1.75mm，直径为1.93mm，第一介质基板以及第二介质基板的相对介电常数为2.2，两个介质基板的厚度均为0.127mm，第一顶层传输线，第二顶层传输线，第一图形层和第二图形层的厚度均为17um。
9.据权利要求1所述的一种用于微波毫米波传输线的超宽带垂直过渡结构，其特征在于，所述第一顶层传输线阻抗匹配段呈类圆形，半圆直径为0.8mm，所述第二顶层传输线阻抗匹配段呈圆形，直径为0.8mm。
...【技术特征摘要】
1.一种用于微波毫米波传输线的超宽带垂直过渡结构，其特征在于，包括同轴连接器，第一、第二介质基板，第一、第二顶层传输线，第一、第二图形层，第一、第二顶层金属化过孔焊盘，第一、第二金属屏蔽腔；所述第一金属屏蔽腔和第二金属屏蔽腔通过同轴连接器垂直连接，且两个金属屏蔽腔相互平行；所述第一介质基板，第一顶层传输线，第一图形层和第一顶层金属化过孔焊盘均设置在第一金属屏蔽腔内，第一顶层传输线和第一顶层金属化过孔焊盘设置在第一介质基板的上表面，所述第一图形层设置在第一介质基板的下表面，且第一图形层与第一金属屏蔽腔内部的下底面固定连接，所述第一介质基板上设有与第一金属化过孔焊盘相应的第一金属化过孔阵列，所述第一金属化过孔阵列导通第一金属化过孔焊盘，第一介质基板和第一图形层；所述第一图形层，第一金属屏蔽腔的底面以及第一介质基板上均设有以同轴连接器内导体圆心为圆心的通孔；所述第二介质基板，第二顶层传输线，第二图形层和第二顶层金属化过孔焊盘均设置在第二金属屏蔽腔内，所述第二图形层设置在第二介质基板的上表面，与第二金属屏蔽腔内部的上表面固定连接，所述第二顶层金属化过孔焊盘和第二顶层传输线均设置在第二介质基板的下表面，所述第二介质基板上设有与第二金属化过孔焊盘相应的第二金属化过孔阵列，所述第二金属化过孔阵列导通第二金属化过孔焊盘，第二介质基板和第二图形层；所述第二介质基板、第二图形层和第二金属屏蔽腔的上表面均设有以同轴连接器内导体圆心为圆心的通孔；所述同轴连接器的内导体的顶部依次通过第一金属屏蔽腔的底面，第一图形层以及第一介质基板与第一顶层传输线连接，所述同轴连接器的内导体的底部依次通过第二金属屏蔽腔的上表面，第二图形层以及第二介质基板与第二顶层传输线连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于微波毫米波传输线的超宽带垂直过渡结构，其特征在于，还包括第一、第二空气腔，所述第一、第二空气腔均为开口型圆柱结构，且第一空气腔的半径大于第二空气腔的半径；所述第一空气腔设置在第一金属屏蔽腔的底部，且第一图形层和第一金属屏蔽腔底面的通孔与第一空气腔的半径相等，使得第一空气腔与第一金属屏蔽腔联通，第一空气腔的底部设有供同轴连接器内导体通过的通孔；所述第二空气腔设置在第二...
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