[發明專利]基片集成波導補償型寬帶移相器

有效

• 申請號: 200910029130.7
• 申請日: 2009-01-06
• 公開（公告）號: CN101465455A
• 公開（公告）日: 2009-06-24
• 發明（設計）人: 洪偉;程鈺間;吳柯
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H01P1/18
• 分類號: H01P1/18
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 葉連生

技術領域

移相器是微波、毫米波器件的關鍵技術之一。基片集成波導補償型寬帶移相器 可廣泛應用于諸如波束成形網絡、差分電路、返回式天線陣等對相位有特殊要求的 基片集成波導器件和系統中，實現一體化設計。

背景技術

移相器的研究主要集中在兩方面：寬帶特性和幅度均衡性。其中，實現寬帶移 相器尤為困難。為了與基于不同傳輸線結構設計出的電路一體化集成，移相器也需 要由不同傳輸線結構來實現。對于寬帶移相器來說，最為知名的就是在帶狀線、微 帶線或共面波導上實現的“希夫曼移相器”和在波導中利用一些E面支節線實現的寬 帶移相器。

目前，微波和毫米波電路的主要的發展方向為平面化和集成化。因此，平面傳 輸線，如微帶線、共面波導等，已經成為集成電路設計的首選。但是其較高的損耗 和輻射寄生互耦使得其在毫米波階段的使用顯得尤為困難。相反，經典的金屬波導， 由于其優異的性能直到今天仍被廣泛應用。可是，這一立體的結構很難與平面電路 實現集成化，封裝也存在較大的困難。目前，一種綜合以上兩種傳輸線結構優點的 新型導波結構——基片集成波導已經被提出并得到了廣泛的研究。但是，相對于利 用基片集成波導已經實現的各種性能優異的器件而言，基于這一新型結構設計的移 相器顯得尤為落后，已經成為限制基片集成波導器件性能的瓶頸(即器件的帶寬只 能由移相器的帶寬來決定)。與之相反，對于擁有了高性能“希夫曼移相器”的其他平 面電路，其移相器所能實現的帶寬已經遠遠超出整個電路或系統的要求，因而不會 限制電路的性能。

故此，對寬帶基片集成波導移相器的需要顯得極為迫切。

發明內容

技術問題：本發明的目的是設計一種基片集成波導補償型寬帶移相器，使其在 極寬的工作頻帶內具有固定的相移量和很好的幅度均衡度。

技術方案：本發明的基片集成波導互補型寬帶移相器，包括上層金屬敷銅面、 下層金屬敷銅面、介質基片、金屬化通孔；其特征在于該移相器為一平面電路結構， 上層金屬敷銅面、下層金屬敷銅面分別位于介質基片的兩面，兩排金屬化通孔穿過 介質基片與上層金屬敷銅面、下層金屬敷銅面相連接形成基片集成波導支路一，另 兩排金屬化通孔穿過介質基片與上層金屬敷銅面、下層金屬敷銅面相連接形成基片 集成波導支路二；支路一輸入端口位于基片集成波導支路一信號輸入的一側，支路 一輸出端口位于基片集成波導支路一信號輸出的一側；支路二輸入端口位于基片集 成波導支路二信號輸入的一側，支路二輸出端口位于基片集成波導支路二信號輸出 的一側；信號由支路一輸入端口、支路二輸入端口進入，分別通過基片集成波導支 路一，基片集成波導支路二，到達支路一輸出端口、支路二輸出端口，并在二者之 間形成固定的所需相位差。

基片集成波導支路一具有第一寬度W1和第一長度L1，基片集成波導支路二具 有第二寬度W2、第一長度L1、第三寬度W3和第二長度L2；在介電常數為εr的介 質基片上實現中心頻率為f，帶寬為Δf，相位差為的移相器電路，可預先選定基 片集成波導的金屬化通孔直徑d，間距p，第一寬度W1、第二寬度W2和第三寬度 W1，再利用下述方程組確定第一長度L1、第二長度L2。

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