CN102157769B - 带阻带的微带线-槽线的过渡结构 - Google Patents

Abstract

带阻带的微带线-槽线的过渡涉及一种微带线与槽线的过渡结构，该过渡由微带线（1）、槽线（2）及金属接地过孔（3）组成，三者在同一块电路基板（4）上；微带线（1）的金属接地面（6）上蚀刻出与微带线导带（5）成空间立体交叉（7）的槽线(2)，微带线（1）的一端为微带线-槽线过渡的第一输入输出端口（8），另一端为微带线的末端（9），微带线末端（9）导带为宽阔形状；槽线（2）的一端是微带线-槽线过渡的第二输入输出端口（10），槽线(2)的另一端是开路端（11）；在微带线末端（9）有穿过电路基板（4）的金属接地过孔（3）。该过渡可以在工作通带内形成一个阻带，用于抑制对工作在该阻带内的其它系统的干扰。

Description

带阻带的微带线-槽线的过渡结构

技术领域

本发明涉及一种微波无源器件，尤其是一种工作频带内带有阻带的微带线-槽线的过渡。

背景技术

微带线和槽线在微波毫米波频段应用广泛，而其中微带线-槽线的过渡由于结构简单，易于同印刷结构进行集成等优点尤其受到重视。常用的微带线-槽线的过渡主要有两种类型：一是通过采用合适的微带线短路末端和槽线开路末端，降低由传输线引入到微带线输入端的电抗；二是把微带线末端和槽线末端设计成谐振单元，使两者的电抗得到抵消。通常要求过渡的工作频带宽、带内插损小。但有些应用系统，例如超宽带（UWB）系统的工作频带很宽，在其工作频带内包含着其它系统的工作频率，为了不干扰其它系统的工作，就需要在UWB的工作频带内形成一个阻带，以抑制UWB系统对其它系统的干扰。通常是附加带阻滤波器，但这势必增加系统的复杂程度和成本。如果在过渡的工作频带内就形成一个阻带，则可以简化系统降低成本。但是通常的过渡工作频带内不具有阻带。

发明内容

技术问题:  本发明提出了一种带阻带的微带线-槽线的过渡，该过渡不仅具有较宽的工作频带，而且工作频带内存在阻带。

技术方案：本发明的带阻带的微带线-槽线的过渡结构由微带线、槽线及金属接地过孔组成，三者在同一块电路基板上；微带线的导带、和金属接地面分别在电路基板的两侧，在微带线的金属接地面上蚀刻出槽线，槽线和微带线的导带形成空间的立体交叉；微带线的一端是微带线-槽线过渡的第一输入输出端口，微带线的另一端是微带线的末端，微带线和槽线的交叉位于微带线的两端之间且靠近微带线的末端；槽线的一端是微带线-槽线过渡的第二输入输出端口，槽线的另一端是开路端，微带线和槽线的交叉位于槽线两端之间且靠近槽线的开路端；在微带线末端上设有穿过电路基板的金属接地过孔，位于背面的槽线旁。

微带线包括微带线导带、第一输入输出端口、微带线末端，并位于电路基板的正面，槽线位于电路基板的背面， 

微带线的末端的导带形状为宽阔形状的扇形、矩形、方形、或圆形。

金属接地过孔一端在微带线末端的导带上，一端在槽线的边缘，分布在微带线末端靠近微带线和槽线的交叉点处，金属过孔的数量为一个或者若干个，为空心金属过孔或者实心金属过孔。

所述微带线末端的宽阔形状的导带的形状与面积、电路基板的介电常数磁导率与厚度、金属接地过孔的数量与位置参数可调节，以改变阻带的中心频率。

电磁信号从微带线-槽线第一输入输出端口进入微带线，经过微带线和槽线的交叉耦合到槽线，再传输到微带线-槽线的第二输入输出端口。微带线的末端导带的宽阔形状与金属接地面形成等效电容，金属接地过孔则形成等效电感，等效电容和等效电感为并联连接、构成并联谐振电路。当电磁信号频率低于或高于谐振频率时，并联谐振电路均处于失谐状态，电路等效为短路，这时微带线和槽线交叉处是电流的波腹点，因此电磁信号经过微带线-槽线交叉时的耦合效率高，传输损耗小；当电磁信号频率等于谐振频率时，并联谐振电路处于谐振状态，电路等效为开路，这时微带线和槽线交叉处是电流的波节点，因此电磁信号经过微带线-槽线交叉时的耦合效率低，传输损耗大；这样就在工作频带内产生了一个阻带，实现工作频带内的阻带特性或双频带特性。

有益效果：本发明的有益效果是，在微带线-槽线过渡的工作频带内，形成了一个阻带，实现了工作频带内存在阻带或者双频带的传输特性，可用于抑制对其它系统的干扰，例如应用在超宽带系统中，在工作频带3.6GHz-10.1GHz内可以实现对5.15GHz-5.825GHz频段的抑制，以避免对工作在该频段的无线局域网系统的干扰。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中有微带线1，槽线2，金属接地过孔3，电路基板4，微带线导带5，金属接地面6，微带线和槽线的交叉点7，微带线-槽线的第一输入输出端口8，微带线的末端9，微带线-槽线的第二输入输出端口10，槽线的开路端11。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

本发明所采用的技术方案是：带阻带的微带线-槽线的过渡由微带线、槽线及金属接地过孔组成，三者都在同一块电路基板上；微带线的导带和金属接地面分别在电路基板的两侧，在微带线的金属接地面上蚀刻出与微带线的导带形成空间的立体交叉的槽线；微带线的一端为微带线-槽线过渡的第一输入输出端口，另一端为微带线的末端，微带线的末端导带为宽阔形状，可以如扇形、矩形、方形或圆形等，微带线和槽线的交叉位于微带线的两端之间且靠近微带线的末端；槽线的一端是微带线-槽线过渡的第二输入输出端口，槽线的另一端是开路端，微带线和槽线的交叉位于槽线两端之间且靠近槽线的开路端；在微带线的末端靠近微带线和槽线的空间交叉处，有一个或者若干个穿过电路基板的金属接地过孔，金属接地过孔一端在微带线的末端导带上，另一端在金属接地面一侧的槽线边缘。电磁信号从微带线的输入输出端口进入微带线，经过微带线和槽线的交叉耦合进入槽线，沿槽线传输到槽线的输入输出端口。微带线的末端导带的宽阔形状与金属接地面形成等效电容，金属接地过孔则形成等效电感，微带线的末端导带的宽阔形状和金属接地过孔的结合设计，可以等效为在微带线和槽线之间串联一个LC并联谐振电路。当输入输出的电磁信号频率低于或高于谐振频率时，并联谐振电路均处于失谐状态，电路等效为短路，此时微带线和槽线交叉处为电流的波腹点，因此电磁信号经过微带线-槽线交叉时的耦合效率高，传输损耗小；当电磁信号频率等于谐振频率时，并联谐振电路处于谐振状态，电路等效为开路，此时微带线和槽线交叉处为电流的波节点，因此电磁信号经过微带线-槽线交叉时的耦合效率低，传输损耗大。这样就在工作频带内产生了一个阻带，实现了工作频带内的阻带特性或双频带特性。由于微带线-槽线过渡是互易结构，电磁信号从微带线-槽线的第二输入输出端口输入经过微带线和槽线的交叉输出到第一输入输出端口的情况是类似的。通过调节微带线和槽线的空间交叉点与微带线的末端和槽线的开路端的距离，可以调节耦合信号工作频带的位置、宽度和效果，通过调节微带线的末端导带的形状、尺寸和金属接地过孔的数量、位置，可以调节等效电容和等效电感的大小，进而可以调节工作频带内阻带出现的位置、阻带宽度和阻带特性的效果。

在结构上，本发明提出的带阻带的微带线-槽线的过渡由微带线1、槽线2和金属接地过孔3组成 ，三者都在同一块电路基板4上。其中，微带线的导带5和金属接地面6分别在电路基板4的两侧，在微带线的金属接地面6上蚀刻出槽线2；槽线2与微带线导带5形成空间的立体交叉点7，槽线2与微带线导带5的交叉角度可以是垂直交叉的90度，也可以是斜交的非90度。微带线1的一端为微带线-槽线过渡的第一输入输出端口8，该处微带线导带的宽度根据第一输入输出端口8的阻抗值确定，例如可以设计为50欧姆微带线对应的导带宽度；微带线其它部分的导带宽度可以保持与其相同，也可以不同以保证低的通带插损。微带线1的另一端为微带线的末端9，微带线1的末端9的导带宽度和微带线1其它部分导带宽度不同，而且其形状为宽阔形状，可以如扇形、矩形、方形或圆形等。槽线2的一端是微带线-槽线过渡的第二输入输出端口10，该处槽线的缝宽根据第二输入输出端口10的阻抗值确定，例如可以设计为50欧姆槽线对应的缝宽，槽线2其它部分的缝宽可以保持与其相同，也可以不同以保证低的通带插损。槽线2的另一端是槽线2的开路端11。在微带线1的末端9靠近微带线1和槽线2的交叉7处，设计有一个或者若干个穿过电路基板4的金属接地过孔3，金属接地过孔3一端在微带线1的末端9的导带上，另一端在槽线2的边缘，这样金属接地过孔3实际上就是短路针。

在制造上，整个带阻带的微带线-槽线的过渡由印刷电路工艺制成，微带线1、槽线2和金属接地过孔3可以做在同一块电路基板4上，也可以采用多层印刷电路工艺制作或低温共烧结陶瓷（LTCC）工艺。微带线1的一端是作为馈电或输出端口的微带线-槽线过渡的第一输入输出端口8，另一端是制作为扇形、矩形、方形或圆形的微带线1的末端9。槽线2的一端是微带线-槽线过渡的第二输入输出端口10，可与多种结构相连，如渐变槽线天线。在微带线的末端9靠近微带线和槽线的交叉点7处，制做了穿过电路基板4的金属接地过孔3，一端在微带线的末端9的导带上，一端在槽线2的边缘。

根据以上所述，便可实现本发明。

Claims (4)

1.一种带阻带的微带线-槽线的过渡结构，其特征在于该过渡结构由微带线（1）、槽线（2）及金属接地过孔（3）组成，三者在同一块电路基板（4）上；微带线（1）的一端为微带线-槽线过渡的第一输入输出端口（8），另一端为微带线的末端（9）；微带线（1）包括微带线导带（5）、第一输入输出端口（8）、微带线末端（9），并位于电路基板（4）的正面，槽线（2）位于电路基板（4）的背面；

槽线(2)蚀刻在微带线（1）的金属接地面（6）上并与微带线导带（5）成空间立体交叉（7），槽线（2）的一端是微带线-槽线过渡的第二输入输出端口（10），槽线(2)的另一端是开路端（11）；在微带线末端（9）上设有穿过电路基板（4）的金属接地过孔（3），位于背面的槽线（2）旁。

2.根据权利要求1所述带阻带的微带线-槽线的过渡结构，其特征在于微带线的末端（9）的导带形状为宽阔形状的扇形、矩形、方形、或圆形。

3.根据权利要求1所述的带阻带的微带线-槽线的过渡结构，其特征在于金属接地过孔（3）一端在微带线末端（9）的导带上，一端在槽线（2）的边缘，分布在微带线末端（9）靠近微带线(1)和槽线(2)的交叉点（7）处，金属接地过孔（3）的数量为一个或者若干个，为空心金属过孔或者实心金属过孔。

4.根据权利要求1、2或3所述的带阻带的微带线-槽线的过渡结构，其特征在于所述微带线末端（9）的宽阔形状的导带的形状与面积、电路基板（4）的介电常数磁导率与厚度、金属接地过孔（3）的数量与位置参数可调节，以改变阻带的中心频率。

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