[發明專利]小型化雙層基片集成波導六端口器件

有效

• 申請號: 201811241384.0
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN109390650B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 許鋒;劉水
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H01P5/12
• 分類號: H01P5/12;H01P3/18
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 姚姣陽

本發明揭示了小型化雙層基片集成波導六端口器件，包括疊合放置且相互貼合的頂層介質基片、底層介質基片及中間層金屬層，頂層介質基片的上表面設置有頂層金屬層，底層介質基片的下表面設置有底層金屬層；頂層介質基片與底層介質基片上均設置有兩組相互對稱的金屬化通孔，金屬化通孔與頂層金屬層、頂層介質基片及中間層金屬層構成第一基片集成波導；金屬化通孔與底層金屬層、底層介質基片及中間層金屬層構成第二基片集成波導；頂層金屬層上設置有三個端口并設置有多個互補的開口諧振環；中間層金屬層上開設有兩排相互對稱的圓孔；底層金屬層上設置有三個端口。本發明設計結構簡單，六端口穩定輸出工作帶寬大，結構緊湊，降低了加工難度與加工成本且體積減小。

技術領域

本發明涉及一種小型化基片集成波導器件，尤其涉及一種小型化雙層基片集成波導六端口器件，屬于微波技術領域。

背景技術

六端口技術最早被應用于測量微波電路的復反射系數，隨著科學技術的進一步的發展，六端口器件在功率測量系統和接收機系統中得到了更為廣泛的運用。六端口的性能直接影響到整個測量系統的精度，尤其在一些例如宇宙微波背景輻射等精密測量系統中，器件中任何一點性能的提升都會對整個系統的精度有著極大的提高。作為通信系統里的收發機，六端口同樣被廣泛運用于各式各樣的調制與解調系統之中，但是傳統的波導六端口器件是立體結構、體積大、不易于集成，且傳統基片集成波導六端口器件也主要是單層電路板，這樣的結構有著上述同樣的缺點，而這些缺點極大地限制了六端口的適用范圍。

由于基片集成波導技術具有體積小、重量輕、高品質因數、低插入損耗、高集成度、大功率容量等特點，因此，基片集成波導技術使得微波器件有了更廣闊的發展，并且在基片集成波導的基礎上，雙層基片集成波導技術在保留基片集成波導優點的同時進一步縮小了電路面積，更利于小型化電路的設計。

綜上所述，如何發揮基片集成波導技術與六端口技術的優勢，并提供一種小型化雙層基片集成波導六端口器件，就成為本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種小型化雙層基片集成波導六端口器件，結合微帶結構的SIW(基片集成波導)平面六端口器件結構，克服了傳統波導六端口器件立體結構大，難于集成的特點，克服了一般單層基片集成波導六端口器件面積大的特點，在微波集成化、小型化電路中具有重要的應用價值。本發明通過研究平面化雙層六端口器件，擴大該平面化雙層六端口器件在現代微波毫米波通信系統中的應用。

本發明的技術解決方案是：

小型化雙層基片集成波導六端口器件，其特征在于：包括疊合放置且相互貼合的頂層介質基片、底層介質基片及設置在二者之間的中間層金屬層，頂層介質基片的上表面設置有頂層金屬層，底層介質基片的下表面設置有底層金屬層；

所述頂層介質基片與底層介質基片上均設置有多組金屬化通孔，頂層介質基片上的金屬化通孔與頂層金屬層、頂層介質基片及中間層金屬層構成第一基片集成波導；底層介質基片上的金屬化通孔與底層金屬層、底層介質基片及中間層金屬層構成第二基片集成波導，第一基片集成波導與第二基片集成波導構成雙層基片集成波導；

頂層金屬層上設置有與第一基片集成波導相連接的上微帶線組件，底層金屬層上設置有與第二基片集成波導相連接的下微帶線組件，上微帶線組件與下微帶線組件構成該雙層基片集成波導六端口器件的六個端口；所述中間金屬層上開設有兩組關于中間金屬層的中軸線相互對稱的圓孔，所述頂層金屬層上還開設有多個互補開口諧振環；

所述六個端口包括兩個輸入端口與四個輸出端口；所述上微帶線組件包括第一微帶線、第二微帶線、第三微帶線，所述下微帶線組件包括第四微帶線、第五微帶線及第六微帶線，其中，第一微帶線與第四微帶線均為輸入端口，第二微帶線、第三微帶線、及第五微帶線及第六微帶線均為輸出端口。

優選地，所述頂層介質基片與底層介質基片上均設置有三組金屬化通孔，每組所述金屬化通孔均包括兩排金屬化通孔。