[發明專利]一種Ka波段基片集成波導魔T

有效

• 申請號: 201810073360.2
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108376821B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 汪曉光;張開寧;陳良;肖陽;田偉成;張麗君
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01P5/20
• 分類號: H01P5/20
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 閆樹平

本發明涉及微波器件、傳輸線技術，具體涉及一種Ka波段基片集成波導魔T。本發明通過SIW魔T下層主波導采用圓楔形金屬通孔使H?T分支匹配，并使用感性金屬膜片消除該圓楔形金屬通孔產生寄生電容的影響，從而降低H臂端口的回波損耗。而上層E?T分支由于電耦合會在耦合縫處產生寄生電容，所以使用感性金屬塊消除其影響，從而降低E臂端口的回波損耗。最終，本發明將SIW魔T的工作帶寬提升至2GHz,幅度不平衡度降低至0.1dB。

技術領域

本發明涉及微波器件、傳輸線技術，具體涉及一種Ka波段基片集成波導魔T。

背景技術

作為一種常用的微波電橋，魔T在微波電路設計中發揮著舉足輕重的作用。它非常廣泛地應用在阻抗測量、E-H調配器、雙工器和雷達系統所需的和差網絡中。對于傳統矩形波導魔T，是通過公共對稱面的ET，HT接頭的組合來實現的，其具有功率容量高、端口特性好等優點，但卻存在著尺寸較大，調諧困難等缺點。

隨著現代微波電路的發展,電子器件的集成化和小型化變得極為重要，由此提出了一種平面集成波導技術—基片集成波導(SIW)。它是通過在低損耗介質基片上周期性排列金屬化通孔實現的，集合了傳統金屬波導與微帶電路的優點，如：高Q值，高功率容量，較小的尺寸，易于集成等，同時由于整個結構為介質基片上形成金屬化通孔而成，其制備可以通過PCB或 LTCC精確實現，非常適合應用于微波電路的設計。

近幾年，由于SIW技術的優勢，目前已經廣泛應用于濾波器，耦合器，環形器，功分器等器件的設計，極大的推動了基片集成波導技術的發展。利用基片集成波導技術進行魔T的設計，不僅可以減小魔T的體積，使器件更加輕便，而且更有利于與其它電路的集成。但是對于基片集成波導結構魔T，其E面接頭難以實現，而且會因為接頭連接處的不連續性產生失配，影響性能，因此，E-T接頭的實現及連接處的阻抗匹配就成為SIW魔T要解決的核心問題。

發明內容

針對上述存在的問題或缺陷，為解決SIW魔T存在的E-T接頭難以實現以及連接處的阻抗匹配問題，本發明提供了一種Ka波段基片集成波導魔T，使設計的魔T在頻帶28.0GHz-30.0GHz具有較好的性能。

具體技術方案如下：

Ka波段基片集成波導魔T，包括設置有耦合縫的上下兩層介質基片。

其中，下層介質基片是魔T的H-T分支，上層介質基片通過電耦合的方式實現E-T分支，兩層介質基片平行重疊，且上下層介質基片的橫向邊沿和縱向邊沿分別對應平行，波導由介質基片上周期性排列的金屬通孔構成。

下層介質基片設置有主波導和分支波導，形成軸對稱的H-T分支，分支波導的中心線垂直于主波導的中心線，耦合縫沿H-T分支波導的對稱軸設置；主波導采用圓楔形金屬通孔使H-T分支匹配，該圓楔形金屬通孔產生寄生電容，下層基片的耦合縫設置于圓楔形的尖端處，上下兩層介質基片的耦合縫位置相對應。在下層介質基片的H臂設有貫穿下層介質基片的調配金屬膜片，以消除圓楔形金屬通孔產生寄生電容的影響(位置如圖12所示)，從而降低H 臂端口的回波損耗；調配金屬膜片與基片集成波導的厚度相同，其上邊沿與下邊沿分別在波導的上下平面上。

上層介質基片的E臂設有貫穿上層介質基片的調配金屬塊(位置如圖13所示)，以消除上層E-T分支由于電耦合會在耦合縫處產生寄生電容的影響，從而降低E臂端口的回波損耗；調配金屬塊的寬度與基片集成波導的厚度相同，其上邊沿與下邊沿分別在波導的上下平面上。

本發明通過SIW魔T下層主波導采用圓楔形金屬通孔使H-T分支匹配，以提升功分效果，降低幅度不平衡度；并使用感性金屬膜片消除該圓楔形金屬通孔產生寄生電容的影響，從而降低H臂端口的回波損耗。而上層E-T分支由于電耦合會在耦合縫處產生寄生電容，使用了感性金屬塊消除其影響，從而降低E臂端口的回波損耗。