[實用新型]半模基片集成波導90度三分貝定向耦合器

無效

• 申請號: 200620126163.5
• 申請日: 2006-10-20
• 公開（公告）號: CN200965912Y
• 公開（公告）日: 2007-10-24
• 發明（設計）人: 洪偉;劉冰
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H01P5/18
• 分類號: H01P5/18;H01P5/12
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 陸志斌

技術領域

本實用新型涉及一種毫米波與微波器件，尤其涉及一種半模基片集成波導90度三分貝定向耦合器。

背景技術

在現有的毫米波與微波器件中，能實現90度相位差輸出的定向耦合器主要有兩種形式：微帶形式和波導形式；前者在高頻率條件下，輻射損耗大，后者雖然性能較好，但加工難度大、成本高。近年來借助印刷電路板(PCB)工藝實現的基片集成波導(SIW)的90度三分貝定向耦合器性能優良，但由于PCB板厚度有限，SIW結構的寬高比較大，設計的器件的面積也較可觀.因此在SIW的基礎之上作出進一步改進，設計出具有尺寸更小、損耗更低、性能更好的定向耦合器，具有重要現實意義。

發明內容

本實用新型提供一種尺寸小、損耗低、成本低、易集成、性能好的半模基片集成波導90度三分貝定向耦合器。

本實用新型采用如下技術方案：

一種涉及毫米波與微波器件的半模基片集成波導90度三分貝定向耦合器，包括雙面設有金屬貼片的介質基片，在其中一面金屬貼片上設有輸入端、輸出端、隔離端和耦合端在輸入端、輸出端與隔離端、耦合端之間設有成行排列的金屬化通孔和耦合縫。

與現有技術相比，本實用新型具有如下優點：

1.低損耗；由于該半模基片集成波導(HMSIW)結構中的上、下金屬敷層和中間的金屬化通孔，從基片集成波導技術演化而來，保留了基片集成波導固有的低損耗特性，同時由于該半模基片集成波導的寬高比相對SIW更小，因此電磁波在傳播過程因介質的非理想性而產生的損耗更小，因而具有更佳的低損耗特性.

2.低成本；由于該半模基片集成波導(HMSIW)結構僅由單層介質板外加上、下兩層金屬敷層和中間的金屬化通孔構成，所以可以采用目前非常成熟的單層印刷電路板(PCB)生產工藝來生產，成本十分低廉

3.加工難度低，易于大規模生產；傳統的矩形金屬波導對加工精度要求非常高，加工難度大，故不可能大規模生產。而該半模基片集成波導(HMSIW)結構采用單層印刷電路板(PCB)生產工藝就可能達到要求的精度并有滿意的性能，所以能夠大規模生產，加工難度也較低。

4.尺寸小，易于集成；與相同工作頻段的基片集成波導耦合器相比，在尺寸上縮減近50％。同時該半模基片集成波導(HMSIW)結構采用單層印刷電路板(PCB)工藝生產，所以可以作為印刷電路板的一部分被集成到大規模電路中去，與傳統的波導耦合器相比，尺寸更小，集成度更高，避免了很多設計上的麻煩。

5.器件上、下表面均有金屬覆蓋，抗干擾能力強。

6.耦合器工作頻帶內的帶內耦合度高。

7.耦合器的輸出端與耦合端之間能相位差波動小。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構主視圖。

圖2是本實用新型的結構側視圖。

圖3是本實用新型的結構后視圖。

圖4是本實用新型的金屬化通孔的結構示意圖。

圖5是本實用新型耦合性能對比曲線圖。

圖6是本實用新型駐波性能與隔離性能曲線圖。

圖7是本實用新型輸出相位性能曲線圖。?

具體實施方式

本實施例所述的一種涉及毫米波與微波器件的半模基片集成波導90度三分貝定向耦合器。

參照圖2，本實施例包括雙面覆有金屬貼片2、3的介質基片1；

參照圖1和圖3，在其中一面金屬貼片2上設有輸入端41、輸出端42、隔離端51和耦合端52，在輸入端41、輸出端42與隔離端51、耦合端52之間設有成行排列的金屬化通孔和耦合縫6。這樣的結構，在雙面覆有金屬貼片2、3的介質基片1上形成了2個半模基片集成波導4、5，在其中一個半模基片集成波導4的兩端分別設有輸入端41和輸出端42，在另一個半模基片集成波導5的兩端分別設有隔離端51和耦合端52，上述兩個半模基片集成波導4、5共用由一排金屬化通孔構成的分隔條帶，其上還設有耦合縫6，上述金屬化通孔是在介質基片上開設通孔，在通孔內壁上設置金屬套7并將金屬套與覆于介質基片雙側的金屬貼片連接起來。

參照圖4，金屬化通孔是在雙面覆有金屬箔2、3的介質基片1開設通孔，在通孔內設置金屬套7，且該金屬套7的兩端分別與金屬貼片2、3連接。

參照圖5，顯示耦合器耦合性能的S21與S31曲線在工作頻帶內的仿真與測試數據對比。兩條測試曲線的值在4.0分貝±0.5分貝內時對應的頻帶從10.8GHz至13.6GHz；同時測試與仿真的結果吻合得很好，因此該半模基片集成的功率平衡度較好。