[發明專利]一種基片集成波導到矩形波導的過渡轉換結構

有效

• 申請號: 202110032048.0
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112864560B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 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
• 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片集成波導到矩形波導的過渡轉換結構，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、設計的金屬過孔以及刻蝕的電路圖形、矩形波導轉換部分，可以用于采用SIW的微波毫米波系統電路中也可用于平面差分線到單端矩形波導的轉換中；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；所述金屬過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；所述單端矩形波導為標準矩形波導。本發明通過將矩形波導轉換成到工作于TE20模的SIW，帶寬較寬，相對帶寬可以達到40％，轉換路徑較短，轉換損耗低，具有優良的性能，方便地解決了工作于TE20模的SIW的實際測試轉接問題，值得被推廣使用。

技術領域

本發明涉及微波毫米波電路工程技術領域，具體涉及一種基片集成波導到矩形波導的過渡轉換結構。

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過孔，從而形成介質填充波導的形式。基片集成波導很適合和平面集成，并且可以使用多種加工工藝(pcb工藝、微電路工藝、半導體工藝)大規模制造。

在微波毫米波電路系統中，平面微波電路與到常見的三維立體電路的過渡轉換結構是非常常見的系統組成部分，比如平面電路的測試，模塊間的轉接等。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，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，基于差分線到矩形波導的轉換已經有很多種，比如直接的鰭線轉換，線性轉換已經有了非常廣泛的應用，也可以在平面電路內部將TE20模的SIW轉為TE10模的SIW,再轉接到矩形波導。在頻率較高時SIW的TE20模對應的尺寸并不是太大，其與差分線具有很好的過渡轉換效果，并且基本不破壞差分線的抗干擾的優點，所以常常在高頻差分電路中應用SIW的TE20模式。直接采用鰭線或其他漸變轉換，雖然也是一種較為可取的方式，但其轉換路徑一般較長。在平面電路內將SIW的TE20模轉換為TE10模，信號傳輸的方向會出現90°的轉彎且也會要再將平面電路再轉換成矩形波導。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，集成化，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轉換結構，毫米波甚至以上頻段的電路結構不便于直接測量，除非要使用價格昂貴的測量探針設備，所以將平面電路轉換成便于測量的波導結構是十分必要的，而且可以實現平面巴倫的效果。

由上可以看出，SIW到矩形波導的轉換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。為此，提出一種基片集成波導到矩形波導的過渡轉換結構。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于：如何解決解決了工作于TE20模的SIW的實際測試轉接問題，提供了一種基片集成波導到矩形波導的過渡轉換結構。

本發明是通過以下技術方案解決上述技術問題的，本發明包括微波毫米波介質板、SIW導波結構、金屬層漸變過渡部、矩形波導、矩形波導漸變過渡部，所述SIW導波結構包括上層金屬圖形、下層金屬圖形與連接上下層金屬圖形的多個金屬過孔，所述上層金屬圖形、下層金屬圖形分別設置在所述微波毫米波介質板上下表面，所述SIW導波結構的端部通過所述金屬層漸變過渡部與所述矩形波導漸變過渡部連接，所述矩形波導漸變過渡部與所述矩形波導一體成型。

更進一步地，所述過渡轉換結構的工作頻段小于100GHz。

更進一步地，所述金屬層漸變過渡部為線性過渡、鰭線過渡中任一種。