[發明專利]帶狀傳輸線到波導的轉換

無效

• 申請號: 00808021.6
• 申請日: 2000-05-26
• 公開（公告）號: CN1352815A
• 公開（公告）日: 2002-06-05
• 發明（設計）人: J·J·林奇
• 申請（專利權）人: HRL實驗室有限公司
• 主分類號: H01P5/107
• 分類號: H01P5/107
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 沙捷,彭益群

發明領域

本發明涉及電磁波能量傳輸領域，具體涉及通過良好地適合于廣泛功能和極低成本的產品的結構將電磁波從帶狀傳輸線耦合到波導傳輸線的方法和裝置。

發明背景

在諸如商業自動雷達系統(例如DE/Delphi的77GHz的ForwardLooking?Radar)的微波和毫米波能量傳輸領域中，涉及到大量微波或毫米波成分，其包括毫米集成電路(MMIC)、二極管、印刷電路、天線、和可能的諸如壓控振蕩器(VCO)和介電體之類的波導部件。由于該方法成本極低，因此所用的大多數部件通常安裝在微帶傳輸線電路上。然而更為優選的是，諸如天線的一些部件與波導傳輸線而不是與微帶傳輸線相配。因此，當微帶傳輸線與波導傳輸線一起使用時，就需要一種有效途徑在微帶傳輸線和波導傳輸線之間轉換發射波能量，同時還沒有嚴重的回波損耗和內插損耗損失。

將微帶設計成波導轉換的一個方法是利用探針將能量耦合到波導中和將其從波導中耦合出來。然而，在頻率非常高(例如77GHz)的情況下，探針非常小，而且在大規模的制造環境下很難進行處理。制造公差能引起嚴重的回波損耗和內插損耗的損失。

例如，已知一種叫作探針投入的現有技術的耦合技術。修剪電路板(例如DUROID^TM板)，以便使具有微波傳輸線的接頭能插到波導中，其中微帶傳輸線延伸到接頭末端。將位于伸入波導內部的微帶傳輸線下方的普通電路板底板切掉，以便使電路板的介電體部分支撐起微帶傳輸線作為探針的“伸出”接頭部分。將切削了的板放到波導開口中，由此產生了進入波導的探針。然而，該方法的困難是在大規模制造環境中制造和裝配部件的能力。切削電路板以制造微帶探針，然后將切削后的電路板塞入波導結構體中，以便使電路板的底板與波導側壁之間存在良好接觸，這其中存在一些困難。另外，應當注意的是，必需小心控制有電路板插入的波導開口，以便使探針不會與波導側壁發生短路。同樣地，本領域的那些技術人員能理解的是，涉及以機械和電學方式設置穩定的微帶探針末端投入的整個制造與裝配過程不是簡單的事情。

另一個類似的探針投入技術也涉及電路板上(例如DUROID^TM板)的微帶傳輸線，其中在沿微帶傳輸線的端點處存在一系列圍繞端點的矩形圖形通路，其穿過電路板并與普通的電路板底板相連。通路的矩形圖形將所有通路都導向底板。然后波導后部短路(back?short)與底板上的通路相連，使波導側壁在端點處垂直于電路板，以便形成微帶到波導的轉換。該方法使該端點投入在電路板中間形成，而不是象前面描述的那樣將切削電路板和“伸出”接頭探針設置在末端。該方法也需要在波導上設置相當大的開口，這能產生不希望的漏泄輻射。然而該后面的方法與前面的切板方法相比能稍微容易完成，但其仍存在與前述內容類似的制造控制問題。

因此，仍然需要一種將微波或毫米波頻率范圍的能量從微帶傳輸線耦合到波導傳輸線的高效且成本合算的方法和裝置。本發明就提供了這樣一種微帶到波導的轉換，其簡單結構使其對于大規模制造是理想的。

此外，這些耦合方法和裝置并不限制于微波和較高頻率，而是其對于將帶狀傳輸線耦合到波導傳輸線的所有方式都是有價值和可利用的。

發明概述

依照本發明，提供了一種將一條或多條帶狀傳輸線耦合到波導傳輸線上的方法和裝置。可通過一條或多條帶狀傳輸線與底板之間的介電體將帶狀傳輸線與底板隔離。每條傳輸線都可電抗性(reactively)終止，或可構成抵抗阻抗相當大的端口。將波導傳輸線設置在與帶狀傳輸線的傳導帶相反的對應底板的對側面上，設置孔隙，使其貫穿波導側壁和帶狀傳輸線的底板。該孔隙將干擾包含兩條傳輸線的傳輸場，由此在二者之間產生要被耦合的能量。

通過采用n個孔隙將一條或多條帶狀傳輸線耦合到波導上，由此可形成高達2(n+1)個端口的阻抗耦合網絡。利用耦合成a的多達n條的不同傳輸線可實現該目的。

設置至少具有一個波導側壁的波導。波導可以是信道，其具有波導側壁和沿信道設置的波導短路側壁，但是它也可以采用其它形式(例如長方形或圓形)。對于信道波導，波導側壁尺寸很窄，它可以直接連到底板上，于是為信道波導傳輸線提供了一個較寬尺寸的波導頂壁。