[實用新型]一種矩形波導-基片集成波導信號轉(zhuǎn)換及功率分配器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920053905.X
• 申請日: 2009-04-01
• 公開（公告）號: CN201383535Y
• 公開（公告）日: 2010-01-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳荻
• 申請（專利權(quán)）人: 惠州市碩貝德通訊科技有限公司
• 主分類號: H01P1/16
• 分類號: H01P1/16;H01P5/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司
• 代理人: 羅曉林

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種傳統(tǒng)矩形波導到基片集成波導之間的信號轉(zhuǎn)換及功率分配器，它可以用作基于基片集成波導的微波毫米波平面電路或縫隙陣列天線等結(jié)構(gòu)的波導饋電方式。

背景技術(shù)

基片集成波導(Substrate?Integrated?Waveguide，SIW)是一種利用PCB、LTCC等集成工藝獲得可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)矩形金屬波導的類波導結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)的矩形金屬波導相比，其不但具有良好的傳播特性，而且該結(jié)構(gòu)易于集成，其應用可以大大地減小原有的微波毫米波的波導器件以及建立在波導基礎(chǔ)上的其它微波無源器件的尺寸、重量和價格，并且增強了加工的可重復性和準確性。基片集成波導結(jié)構(gòu)可以用來設(shè)計各種各樣的高Q值器件，比如濾波器、T型接頭、雙工器等等，也可以在基片集成波導上設(shè)計縫隙陣列天線。

雖然能夠用小型化的基片集成波導代替?zhèn)鹘y(tǒng)的矩形波導，但是原矩形波導所在的系統(tǒng)中的饋電結(jié)構(gòu)仍是波導饋電接口。作為平面結(jié)構(gòu)的基片集成波導器件，最常見的饋電方式是楔形微帶線饋電，但是微帶線的引入會給整個波導類器件系統(tǒng)帶來額外的信號損耗。

現(xiàn)有技術(shù)中，有一種矩形波導側(cè)接基片集成波導的轉(zhuǎn)換器，如附圖1所示，它將開放的矩形波導管1管口的短邊所在的波導壁按楔形漸變地接在基片集成波導2的一端，在二者之間采用微帶線進行電磁信號的過渡。這種轉(zhuǎn)換器雖然實現(xiàn)了傳統(tǒng)波導與平面結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換，但由于波導壁要作楔形處理，基片介質(zhì)波導要卡在波導“扁口”間，其加工上較為復雜；而且對于一個基于基片集成波導的縫隙天線陣列，為了滿足天線整體結(jié)構(gòu)的對稱性，饋電結(jié)構(gòu)應盡量設(shè)置在天線結(jié)構(gòu)的下層的正中心，而不是在其一端。因此發(fā)明設(shè)計具有良好電氣特性的由傳統(tǒng)矩形波導向基片集成波導的變換結(jié)構(gòu)是非常有必要的。

實用新型內(nèi)容

本實用新型旨在解決傳統(tǒng)的矩形波導到基片集成波導之間的信號轉(zhuǎn)換和功率分配結(jié)構(gòu)復雜、加工難度大的問題，進而提供一種結(jié)構(gòu)簡潔、易于加工且傳導性能良好的信號轉(zhuǎn)換及功率分配器。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采取的技術(shù)方案為：

提供一種矩形波導-基片集成波導信號轉(zhuǎn)換及功率分配器，包括矩形波導管、介質(zhì)板、基片集成波導；所述基片集成波導包括基片、分別覆蓋于基片上下兩表面的金屬層；所述介質(zhì)板包括基板及位于基板上、下表面的金屬層；所述介質(zhì)板上下兩表面上的金屬層對應矩形波導管口位置、大小均開口，且基板下表面中心位置設(shè)置金屬貼片；所述基片集成波導下表面金屬層上設(shè)有用于信號耦合的孔，另有金屬化孔陣列貫穿其上表面金屬層及基片，通過該金屬化孔陣列實現(xiàn)與其下表面的金屬層的電氣連接。所述介質(zhì)板上層金屬面和介質(zhì)基板上也設(shè)置有貫穿二者的金屬化孔陣列，通過該金屬化孔陣列實現(xiàn)與其下表面的金屬層的電氣連接，該金屬化孔陣列沿金屬層上矩形開口邊緣排布。

進一步的，所述矩形波導管位于基片集成波導設(shè)有信號耦合孔的一側(cè)，且矩形波導管的開放端口所在的平面與基片集成波導的表面平行。

所述基片集成波導下表面金屬層上設(shè)置的用于信號耦合的孔為矩形結(jié)構(gòu)，位于金屬層中心位置，金屬化孔陣列平行于孔兩窄邊沿窄邊外緣排布。

所述矩形波導管、金屬貼片和耦合孔的中心均在一條垂直于基片集成波導的直線上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下優(yōu)點：

(1)波導作為饋電結(jié)構(gòu)與微帶線和同軸線相比，具有功率容量高、損耗小的優(yōu)點，且隨著基片集成波導技術(shù)的日益成熟，基于傳統(tǒng)的波導器件越來越趨于小型化；

(2)所述的轉(zhuǎn)換功率分配器作為基片集成波導器件的饋電結(jié)構(gòu)可直接放置在器件的下層中間位置，從而避免以往波導饋電時將饋電變換器設(shè)置在電路或天線陣列一端所需饋電線路的電氣損耗和饋電不對稱性；

(3)由于矩形波導位于基片集成波導的下層，因此饋電部分不會影響到上層電路或天線的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計，只需要在二者之間增加一個過渡層，就可以把電磁能量耦合到基片集成波導中，利于實現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計；

(4)實現(xiàn)了傳統(tǒng)矩形波導-基片集成波導轉(zhuǎn)換功率分配器的一體化，由于設(shè)計結(jié)構(gòu)對稱，加之PCB加工工藝精度高，可以確保信號等功分輸出。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)矩形波導到基片集成波導的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型組成結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型的組成及工作原理作進一步的詳細說明。