[實用新型]一種毫米波差分微帶線到矩形波導的過渡結構

有效

• 申請號: 201720510128.1
• 申請日: 2017-05-09
• 公開（公告）號: CN206864596U
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 劉宗岳
• 申請（專利權）人: 四川眾為創通科技有限公司
• 主分類號: H01P5/107
• 分類號: H01P5/107
• 代理公司: 北京細軟智谷知識產權代理有限責任公司11471
• 代理人: 付登云

技術領域

本實用新型涉及微帶線到矩形波導的過渡結構技術領域，具體涉及一種毫米波差分微帶線到矩形波導的過渡結構。

背景技術

在微波領域，微帶線作為一種廣受歡迎的平面傳輸線，以其體積小、成本低及易于與有源和無源微波器件集成等諸多優點被廣泛應用到微波毫米波電路中。另一方面，矩形波導因其自身的高Q值優點，在高Q值濾波器、雙工器、天線饋線等設備中扮演者重要角色。但是在一些特殊的應用場合，需要同時用到微帶線和矩形波導，但是在外形和傳輸特性上微帶線和矩形波導都有顯著的差別，不能將兩者直接相連，所以設計一款性能優越的微帶線到矩形波導的過渡結構是非常有必要的。到目前為止，各式各樣的微帶到波導的過渡結構已經被提出，比如脊波導類型，探針插入類型、孔耦合類型的。但是這些設計都是單端輸入類型的，在差分微帶電路中不再適用。

差分微帶電路以其抗干擾性強和噪聲特性好，被越來越多的應用在微波、毫米波電路與系統中。因此，發明一款直接從差分微帶結構到矩形波導的過渡結構顯得的非常重要。然而，現有技術中，只有少許文獻研究和設計了由差分微帶線到矩形波導的過渡結構。如研究者Z.Tong等人提出了一種應用差分貼片天線設計了一款工作于W波段的由差分微帶線到矩形波導的過渡結構，該過渡結構的相對帶寬為11％，回波損耗大于15dB，插入損耗為0.5dB，長度為2.54mm(相當于1.4λg)；研究者M.Ortner等人使用了一個集成在多層PCB版上的腔型結構，該過渡結構實現了33％的相對帶寬，其插入損耗在工作頻率50～70GHz達到2.3dB，回波損耗大于15dB，長度為3.8mm(相當于1.3λg)；研究者M.Giese等人應用了一種鰭線結構，實現了40％的相對帶寬，插入損耗大于8dB，回波損耗小于1.6dB。其長度為5.9mm(相當于2.97λg)。

在上述現有技術1中，雖然實現了由差分微帶到矩形波導的過渡結構，但其相對帶寬太窄，不能滿足對相對帶寬要求較高的場合；現有技術2中雖然實現了較寬的帶寬，但是其結構增加了設計的復雜度和成本；現有技術3也實現了較寬的帶寬，但是該結構本身原因造成了很大的電路尺寸，而且回波損耗性能差。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種毫米波差分微帶線到矩形波導的過渡結構，該過渡結構具有尺寸小、成本低、寬頻帶的特點。

為實現以上目的，本實用新型采用如下技術方案：一種毫米波差分微帶線到矩形波導的過渡結構，所述過渡結構包括差分微帶線、共面帶線、偶極子天線、矩形波導、短路線和介質基片，其中，所述共面帶線和差分微帶線均印制在所述介質基片上，所述偶極子天線插入到所述矩形波導E面，所述偶極子天線的兩臂對稱設置并通過所述短路線相連接，所述偶極子天線的兩臂均與所述共面帶線的一端連接，所述共面帶線的另一端連接所述差分微帶線，連接后的共面帶線與差分微帶線在同一直線上，并與所述矩形波導E面相垂直。

優選地，所述共面帶線和差分微帶線的寬度相同，在印制后的所述共面帶線的一端設有第一個槽，所述共面帶線的另一端設有第二個槽。

優選地，所述過渡結構還包括安裝槽，所述介質基片安裝在所述安裝槽上，

優選地，在所述安裝槽上與所述差分微帶線相平行的邊緣等間距的設有多個固定孔。

優選地，所述過渡結構還包括屏蔽蓋，所述屏蔽蓋設置在介質基片上方，并與所述安裝槽連接。

優選地，所述偶極子天線的兩臂均為半橢圓形。

優選地，所述介質基片的型號是RT/Duroid 5880。

優選地，所述介質基片的厚度為0.127mm，相對介電常數為2.2，介電損耗角正切為0.0009。

優選地，所述矩形波導為標準波導，橫截面尺寸為7.112mm×3.556mm。

優選地，所述過渡結構的長度為2.37mm。

本實用新型采用以上技術方案，所述毫米波差分微帶線到矩形波導的過渡結構包括偶極子天線，所述偶極子天線能夠直接把差分微帶線輸入的差模信號轉換成矩形波導的TE10模，所述偶極子天線的兩臂通過所述短路線相連接，從而形成了電流的直接通路，大大減小了偶極子天線兩臂的尺寸；本實用新型所提出的差分微帶線到矩形波導的過渡結構長度只有2.37mm，相當于0.39λg，實現了過渡結構小型化、低成本的設計要求；該過渡結構的工作頻帶能夠覆蓋整個Ka頻段，實現了寬的工作帶寬要求；該過渡結構的回波損耗和插入損耗分別優于15.2dB和0.4dB，性能優越；所以本實用新型所提出的過渡結構滿足了寬帶、小型化、性能優越的設計要求。