[發明專利]一種基于SIW的多層介質板過渡轉換結構

有效

• 申請號: 202110031479.5
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112864559B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 廖勝寶;陳林;姚武生;涂昊
• 申請（專利權）人: 博微太赫茲信息科技有限公司
• 主分類號: H01P5/08
• 分類號: H01P5/08;H01P3/00
• 代理公司: 合肥昊晟德專利代理事務所(普通合伙) 34153
• 代理人: 王林

本發明公開了一種基于SIW的多層介質板過渡轉換結構，屬于微波毫米波電路工程技術領域，包括微波毫米波介質板、設計的金屬孔以及刻蝕的電路圖形，過渡轉換結構可分為耦合差分線，SIW，輻射耦合等部分，部分可以用于采用SIW的微波毫米波系統電路中；所述微波毫米波介質板的類型取決于相應的工作頻段，形成導波的載體；所述金屬孔及電路圖形由相應工藝實現，起到導波以及輻射耦合作用。本發明通過將耦合差分線轉成單端線，在SIW內采用單個過孔輻射耦合的方式，實現了寬帶層間過渡，解決了不同厚度SIW層間過渡耦合的難題，相對帶寬可以達到50％，轉換路徑較短，轉換損耗低，具有優良的性能。

技術領域

本發明涉及微波毫米波電路工程技術領域，具體涉及一種基于SIW的多層介質板過渡轉換結構。

背景技術

由于具有高Q、低插損以及高功率容量等優點，傳統金屬波導已經在微波毫米波電路系統里面被廣泛采用，可是金屬波導體積大，價格高，不方便與平面電路集成。而微帶線雖然加工集成方便，但是其在高頻時具有很大的插入損耗微波，為了結合金屬波導和微帶線共同的優點，前些年一些學者提出一種基片集成波導技術，這種技術采用在介質上打金屬孔，從而形成介質填充波導的形式。

基片集成波導很適合與平面集成，并且可以使用多種加工工藝(PCB工藝、半導體工藝)大規模制造。在微波毫米波電路系統中，層間過渡轉換結構是非常常見的電路組成部分。關于SIW(基片集成波導)結構的轉換結構已經很多，比如微帶線到SIW轉換，矩形波導到SIW的轉換，層間縫隙耦合結構，層間矩形窗耦合結構等等，在實際應用的過程中，涉及到層間轉換，可能會面臨更為復雜的狀況，比如上下層SIW結構的層疊厚度差異很大，導致波導阻抗差異大，正常的縫隙矩形窗耦合已無法成功完成轉換。現代微波毫米波電路經常采用差分走線，以增強對外界噪聲的干擾，差分線的層間轉換，也會面臨不一樣的困難，采用SIW同軸線過渡，在工藝限制、頻率較高的情況下，亦很難完成轉換或者無法實現。對一些濾波型的轉換結構則工作帶寬被限制的很嚴重。現代微波電路系統已經更趨向于小型化，采用各種最新的集成技術，比如SOP、SIP、SOC等等，SIW傳輸線由于其很好的抗干擾性能，對結構尺寸的魯棒性也有非常多的應用，這其中必然會涉及到更多的層間轉換結構，涉及到工藝技術像LTCC，硅基集成電路等。在毫米波段甚至更高差分線可以與SIW的TE20模形成良好的轉換結構，并且基本不破壞差分線的抗干擾的優點，這樣利用SIW的跨層特性為層間轉換就提供了很大的空間與便利性。

由上可以看出，有效的層間轉換結構具有很大的應用價值，更短的轉換路徑，更小的轉換損耗，更魯棒的轉換性能是轉換結構的目標，SIW技術可以將原初應用在矩形波導中的轉換技術推廣到三維集成電路領域。為此，提出一種基于SIW的多層介質板過渡轉換結構。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于：如何解決不同厚度SIW層間過渡耦合的難題，提供了一種基于SIW的多層介質板過渡轉換結構。

本發明是通過以下技術方案解決上述技術問題的，本發明包括多層微波毫米波介質板、SIW導波結構、耦合線結構、輻射耦合部，所述SIW導波結構包括多個金屬孔與設置在各層微波毫米波介質板上下表面的金屬層，金屬層之間通過所述金屬孔連接，所述耦合線結構設置在多層所述微波毫米波介質板的兩端，兩端的所述耦合線結構通過所述輻射耦合部連接。

更進一步地，所述輻射耦合部包括單個金屬孔磁耦合結構、金屬層電耦合結構，一端耦合線結構、所述單個金屬孔磁耦合結構、所述金屬層電耦合結構、另一端耦合線結構依次連接。

更進一步地，所述單個金屬孔磁耦合結構包括輻射金屬孔、輻射金屬塊，所述輻射金屬孔設置在所述輻射金屬塊的一端，所述輻射金屬塊的另一端與一端的所述輻射耦合部連接。

更進一步地，所述輻射耦合部包括層間錯位波導轉彎結構，所述金屬層電耦合結構通過所述層間錯位波導轉彎結構與另一端的所述耦合線結構連接。

更進一步地，所述差分寬帶層間過渡結構的工作頻段為Ka波段。