[發明專利]一種基片集成槽間隙波導結構

在審

• 申請號: 201811243677.2
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN109216845A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 張秀普;陳劍培;申東婭
• 申請（專利權）人: 云南大學
• 主分類號: H01P3/00
• 分類號: H01P3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種基片集成槽間隙波導（SIGGW）結構，該波導由兩層層介質板連接而成。上層介質板的上表面印刷有金屬層，金屬層兩端連接過渡漸變線和饋電微帶線，實現波導與微帶線電路的模式轉換和阻抗匹配；下層介質板的上表面兩側印刷有金屬圓形貼片，中間是介質槽；下表面印刷有接地金屬層，下表面的兩側分別打入多排周期性金屬過孔，與上表面的金屬圓形貼片相連，形成人工磁導體結構。該波導在下層介質槽和其上方介質板中傳輸電磁波，傳輸模式為TE10模。本發明實現了介質槽傳輸電磁波，解決了金屬槽波導的難集成、體積大等問題，并實現了與微帶線電路的模式轉換和阻抗匹配。

技術領域

本發明涉及電子技術領域，具體涉及一種基片集成槽間隙波導結構。

背景技術

波導作為傳輸電磁波的媒介，因其高功率容量、低傳輸損耗等特點，在無線通信系統中得到了廣泛應用。隨著微波集成電路的迅速發展和頻譜資源的日益緊張，小型化、集成化等對微波電路提出了更高的要求，傳統的矩形波導因體積大、難集成等缺點很難適應集成電路的發展，而微帶線、帶狀線等由于其損耗大等缺點也難以勝任。

間隙波導（Gap Waveguide, GW）是一種新型波導結構，由兩塊平行的金屬導體板制成，上層金屬板作為一個理想電導體(PEC)，下層金屬板上有中間的金屬脊/空氣槽和兩側周期性金屬釘形成的人工磁導體（AMC）構成，上下層之間為空氣間隙層，電磁波會沿著金屬脊/空氣槽進行傳播。間隙波導由于其上下封閉的金屬導體板使得電磁波只能在內部傳播，尤其是垂直極化的空氣槽間隙波導結構，其損耗僅次于傳統的矩形波導。

由于全金屬的結構，間隙波導很難再電路中進行集成，為了改進這一缺陷，研究人員開始考慮使用印刷電路板（PCB）技術來實現間隙波導，如微帶脊間隙波導。微帶脊間隙波導采用PCB技術，通過介質板上印刷微帶脊和蘑菇狀電磁帶隙結構來實現金屬脊和AMC。而基片集成間隙波導（SIGW）技術在此基礎上，將空隙間隙改進為介質間隙，改進了空氣間隙的不穩定因素，使得加工也更加簡便，且微帶脊的走線也更加靈活自由。

本發明一種基片集成槽間隙波導，針對全金屬制的空氣槽間隙波導進行基片集成，不僅加工簡便，而且其傳輸特性可以利用電路中的參數進行控制，實現了波導工作頻率的可調諧。對比SIGW結構的準TEM模式傳輸，該發明傳輸TE模式，更容易進行模式分析和模式轉換，且減小了SIGW的微帶金屬脊的傳導損耗。

本發明內容，經文獻檢索，未見與本發明相同的公開報道。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術之不足，設計出一種基片集成槽間隙波導。

本發明一種基片集成槽間隙波導結構包括：上層介質板（1），下層介質板（2），其中：

a、上層介質板（1）的上表面印刷由金屬層（3），上表面金屬層（3）的兩端分別與印刷的過渡漸變線金屬層（4、6）和饋電微帶線金屬層（5、7）連接，微帶線金屬層（5、7）作為波導的兩個輸入/輸出端口，可以與其他微帶線器件或接頭相連；

b、下層介質板（2）的上表面的兩側分別印刷有多排金屬圓形貼片陣列（11，12），下層介質板（2）的上表面未印刷金屬圓形貼片的中間位置為介質槽（9）；下層介質板（2）的下表面印刷有接地金屬層（8），兩側分別打入多排周期性金屬過孔（10），金屬過孔（10）與金屬圓形貼片（11，12）同圓心相連，形成蘑菇狀電磁帶隙（EBG）結構陣列；

c、上層介質板（1）和下層介質板（2）可通過粘接或螺絲固定在一起，上層介質板（1）與下層介質板（2）長度和寬度相同。

如上所述的一種基片集成槽間隙波導結構，上層介質板（1）為基片集成槽間隙波導的間隙層，其厚度小于傳播波長的1/4；上層介質板（1）的過渡漸變線金屬層（4、6）和饋電微帶線金屬層（5、7）為波導與微帶線的轉接結構。