[發明專利]一種基片集成波導到同軸波導的轉換裝置

有效

• 申請號: 201110328765.4
• 申請日: 2011-10-26
• 公開（公告）號: CN102509833A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 陳良;熊林;汪曉光;鄧龍江;梁迪飛
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01P5/08
• 分類號: H01P5/08
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 葛啟函

技術領域

本發明屬于微波毫米波器件技術領域，涉及一種波導結構之間的連接轉換裝置，具體涉及一種基片集成波導與同軸線波導的轉換裝置。

背景技術

基片集成波導(siw)是一種新型的波導結構，它源于矩形波導和微帶線，具有低成本、低損耗、高Q值和可高密度集成微波毫米波電路及其子系統的優點。基片集成波導技術發展迅猛，其產品有基片集成波導濾波器、基片集成波導定向耦合器、基片集成波導環行器、基片集成波導-微帶線轉接器等無源器件。基片集成波導已逐漸成為微波傳輸線及器件的一個重要發展方向。在微波毫米波系統中，經常會大量的使用到這些基于基片集成波導做成的器件，特別是在一些有關基片集成波導結構的測試系統中，測試設備通常是同軸線結構，這必然要遇到基片集成波導到同軸線波導的轉換問題。現有的基片集成波導到同軸的轉換都是通過基片集成波導-微帶線-同軸壓線這樣過渡，微帶線的加入不僅造成小型化的阻力，而且浪費資源和增大插入損耗，因此，基片集成波導到同軸線波導的直接轉換有重要的研究意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基片集成波導到同軸波導的轉換裝置，以實現基片集成波導與同軸波導的低反射和低損耗的相互轉換。

本發明技術方案如下：

一種基片集成波導到同軸波導的轉換裝置，如圖1至3所示，包括一個基片集成波導接頭1和一個同軸波導接頭2。其中，所述基片集成波導接頭1包括一段基片集成波導；所述基片集成波導由兩面覆蓋金屬層的矩形介質基板3沿兩個長邊沿開出兩排連接介質基板3兩面金屬層的金屬化通孔4形成，在基片集成波導的一端開有一排連接介質基板3兩面金屬層的金屬化短路通孔7，在靠近金屬化短路通孔7一端的介質基板3的上金屬層開有一個圓形窗口6；所述圓形窗口6的大小與同軸波導外導體直徑相當，所述圓形窗口6的圓心位于所述基片集成波導的中軸線上。所述圓形窗口6露出的圓形介質基板中心處開有一個垂直于所述基片集成波導的中軸線的矩形凹槽5。所述同軸波導接頭2的同軸線內導體前端加工成薄片探針8并插入所述矩形凹槽5中；所述同軸波導接頭2的同軸線外導體與所述介質基板3的上金屬層接觸并固定。

上述技術方案中，所述矩形凹槽5和薄片探針8的截面形狀最好保持一致，且二者的中心位置距離金屬化短路通孔7為1/4λ(λ為中心頻率的波長)；所述同軸波導接頭2的同軸線外導體與所述介質基板3的上金屬層接觸并固定的方式可采用導電膠粘接或焊接的方式；所述相鄰金屬化短路通孔7之間的孔間距P遠遠小于中心頻率的波長λ，以保證所有金屬化短路通孔7形成基片集成波導的一個短路電壁；同理，所述相鄰金屬化通孔4之間的孔間距P遠遠小于中心頻率的波長λ，以保證所有金屬化通孔4形成基片集成波導的兩個電壁。

本發明提供的基片集成波導到同軸波導的轉換裝置，與現有技術相比，以X波段為例，其優點如下：

(1)在X波段內回波損耗優于20dB，25dB的絕對帶寬超過3G，30dB的絕對帶寬超過2.5G，插入損耗低于0.15dB，能夠實現高性能的超寬頻帶，如具體實施方案所述。

(2)實現了基片集成波導與同軸波導之間的低反射、低損耗轉換。

(3)器件尺寸比較小，且裝卸簡便，可重復利用，便于對基片集成波導器件和系統的測試和運用。

附圖說明

圖1為本發明提供的基片集成波導到同軸波導的轉換裝置的結構示意圖。

圖2為本發明提供的基片集成波導到同軸波導的轉換裝置中，基片集成波導接頭1的縱向半剖面結構示意圖。

圖3為本發明提供的基片集成波導到同軸波導的轉換裝置中，基片集成波導接頭1的平面結構示意圖。

圖4為本發明提供的基片集成波導到同軸波導的轉換裝置中，同軸波導接頭2的結構示意圖。

圖5為本發明提供的基片集成波導到同軸波導的轉換裝置具體實施例1的Ansoft/hfss12的仿真結果圖。

圖6為本發明提供的基片集成波導到同軸波導的轉換裝置具體實施例2的Ansoft/hfss12的仿真結果圖。

圖7為本發明提供的基片集成波導到同軸波導的轉換裝置具體實施例3的Ansoft/hfss12的仿真結果圖。

圖8為本發明提供的基片集成波導到同軸波導的轉換裝置具體實施例4的Ansoft/hfss12的仿真結果圖。

具體實施方式

具體實施例1