[發明專利]一種寬帶微帶到微帶的垂直過渡

有效

• 申請號: 201210534992.7
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN103022611A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 李翠霞;祝大龍;劉德喜
• 申請（專利權）人: 北京遙測技術研究所;航天長征火箭技術有限公司
• 主分類號: H01P5/00
• 分類號: H01P5/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

技術領域

本發明涉及一種寬帶微帶到微帶的垂直過渡結構，適用于射頻電路多層技術的立體互連，特別是三維微波毫米波集成電路的垂直互連，屬于微波毫米波通訊技術領域。

背景技術

隨著無線通信系統在微波毫米波頻段的廣泛應用，軍用電子系統對體積和重量要求越來越小，高度集成需求日趨嚴峻，三維集成電路是一種實現微波毫米波電路小型化的一個主要手段和趨勢。三維集成微波電路是在二維MMCM的基礎上，使組裝和互連技術從二維向三維發展而實現的三維立體結構的微波電路，以提高組裝密度、減小體積，從而進一步提高集成度和可靠性。由于微波集成電路LTCC等多層技術使得設計更加靈活，具有廣闊的應用前景。微帶到微帶垂直互連結構是三維微波毫米波集成電路的一種基本結構形式。然而目前微帶到微帶的垂直互連技術有限使多層技術的應用受到限制，為了實現微帶到微帶垂直互連，文獻“基于LTCC技術的三維集成微波組件”Vol.33?No.11，Nov?2005和文獻Vertical?Microstrip?Transition?forMultilayer?Microwave?Circuits?With?Decoupled?Passive?and?ActiveLayers”，IEEE?Microw.WirelessCompon.lett.，vol.16，no.7，pp.401-403，Jul.2006中均提到采用垂直通孔實現微波互連，由于垂直通孔可等效為電感，而通過在垂直通孔與微波傳輸線的連接處適當擴展微波傳輸線(環狀)，可以起到補償電容的作用，從而可以改善傳輸性能。這種方法的缺點是：這種結構可等效為低通電路，尤其是高頻處由不連續性產生的寄生模使電磁波出現諧振，限制了這種結構的帶寬，而且孔結構對加工精度要求較高，提高了加工成本。

文獻“Analysis?of?microstrip?line?coupled?through?an?arbitraily?shapedaperture?in?a?thick?common?ground?plane”IEEE?MTT-S?Int.Microw.Symp.Dig.，Atlanta，GA，1993，vol.3，pp.819-822.中利用電磁波的空間耦合，提出了通過耦合槽實現過渡的結構，并進行數值分析。文獻“Ultrawideband?vertical?microstrip-microstrip?transition”，IET?Microw.AntennasPropag.，vol.1，no.5，pp.968-972，Oct?2007.中提出了采用橢圓形耦合槽實現過渡，在一定程度上提高了帶寬(3GHz～10GHz)，但插入損耗較大(0.7dB)。

在寬帶微波毫米波系統中，目前的微帶到微帶垂直過渡技術仍然不能更好地滿足應用中的要求，使其應用受到一定的限制。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的上述不足，提供一種寬帶微帶到微帶的垂直過渡，該垂直過渡結構簡單，大大拓展了帶寬，降低系統損耗，使得設計更加靈活，并且降低了成本，適用范圍更廣。

本發明的上述目的主要是通過如下技術方案予以實現的：

一種寬帶微帶到微帶的垂直過渡，由平行排布的第一介質基板、中間地層和第二介質基板組合而成，其中第一介質基板的一端設置有頂層微帶結構、第二介質基板的另一端設置有底層微帶結構，頂層微帶結構與底層微帶結構結構完全相同，相對排布，中間地層為開有U型耦合槽的金屬層，其中頂層微帶結構與底層微帶結構包括第一微帶線、第二微帶線和兩階終端開路的高低阻抗短截線，兩階終端開路的高低阻抗短截線位于第一微帶線和第二微帶線之間。

在上述寬帶微帶到微帶的垂直過渡中，第一介質基板和第二介質基板的厚度為0.1～3mm。

在上述寬帶微帶到微帶的垂直過渡中，頂層微帶結構與底層微帶結構的厚度為8～70um。

在上述寬帶微帶到微帶的垂直過渡中，中間地層的厚度為8～70um。

在上述寬帶微帶到微帶的垂直過渡中，U型耦合槽的中心O點到頂層微帶結構的終端A的水平距離為3/20λ～7/20λ，U型耦合槽的中心O點到底層微帶結構的終端B的水平距離為3/20λ～7/20λ，其中λ為微帶信號中心頻率對應的介質波長。