[發明專利]一種基片集成間隙波導耦合器設計方法

在審

• 申請號: 201811275919.6
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109301424A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 王珂;申東婭;張秀普
• 申請（專利權）人: 云南大學
• 主分類號: H01P5/16
• 分類號: H01P5/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基片集成間隙波導耦合器設計方法，包括上層介質板（5），下層介質板（6），其中：

a、上層介質板（5）為基片集成間隙波導的間隙層，是一塊帶有兩個矩形槽的長方形介質板，其上表面印刷有金屬地，下表面印刷有耦合微帶線（13）；耦合微帶線（13）的中間位置開有一個矩形第一縫隙（7）；耦合微帶線（13）的四個端口分別為第一端口（1），第二端口（2），第三端口（3）和第四端口（4）；第一端口（1）為輸入端口，第二端口（2）為直通端口，第三端口（3）為耦合端口，第四端口（4）為隔離端口；

b、下層介質板（6）為基片集成間隙波導的間隙層，其下表面印刷有金屬地，上表面印刷有H型耦合微帶線（12），H型耦合微帶線（12）的中間位置開有矩形第二縫隙（8），H型耦合微帶線（12）通過金屬過孔（11）與金屬地相連，形成H型傳輸脊，實現基片集成間隙波導耦合器的耦合功能；H型傳輸脊的兩側有第一種EBG結構陣列（9），H型傳輸脊的中間有第二種EBG結構陣列（10）；

c、下層介質板（6）的上表面與上層介質板（5）的下表面緊密連接；上層介質板（5）下表面的耦合微帶線（13）與下層介質板（6）上表面的H型耦合微帶線（12）重合連接；矩形第一縫隙（7）和矩形第二縫隙（8）重合；

d、傳導脊中H型耦合微帶線（12）的寬度初始值由微帶線的特性阻抗計算公式（A1）-（A6）計算得出：

（A1）

(A2)

(A3)

(A4)

(A5)

(A6)

其中為介質板的介電常數，h為介質板的高度，W_m微帶線的寬度；由于H型微帶線（12）上打有金屬過孔，所以其寬度與微帶線存在差異，因此引入了矯正因子a,H型微帶線（12）的寬度計算公式為：

(A7)

其中Wm為微帶線的寬度，Wr為H型微帶線（12）的寬度；

如圖6所示，耦合器的分支線的長度為L，相鄰兩條分支線的寬度為W，基片集成耦合器的設計理論是在微帶分支線耦合器的理論基礎上做修正，因此引入兩個矯正因子b和c，L和W的計算公式為：

(A8)

(A9)

其中b和c分別為兩個影響因素，初值為0；通過優化b、c的值分別為1.32、0.44，滿足耦合器的等功率分配；

如上所述，如圖6所示，W_slot和L_slot通過公式（A10）-（A11）計算得出：

(A10)

(A11)。