CN102306861A - 带有屏蔽背板的共面波导-双面平行双线宽带转换接头 - Google Patents

带有屏蔽背板的共面波导-双面平行双线宽带转换接头 Download PDF

Info

Publication number
CN102306861A
CN102306861A CN201110129577A CN201110129577A CN102306861A CN 102306861 A CN102306861 A CN 102306861A CN 201110129577 A CN201110129577 A CN 201110129577A CN 201110129577 A CN201110129577 A CN 201110129577A CN 102306861 A CN102306861 A CN 102306861A
Authority
CN
China
Prior art keywords
changeover portion
top layer
section
sided parallel
backboard
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201110129577A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102306861B (zh
Inventor
吕文俊
薄亚明
朱洪波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Post and Telecommunication University
Original Assignee
Nanjing Post and Telecommunication University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Post and Telecommunication University filed Critical Nanjing Post and Telecommunication University
Priority to CN2011101295779A priority Critical patent/CN102306861B/zh
Publication of CN102306861A publication Critical patent/CN102306861A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102306861B publication Critical patent/CN102306861B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

本发明公开了一种带有屏蔽背板的共面波导-双面平行双线宽带转换接头。带有屏蔽背板的共面波导-双面平行双线宽带转换接头，其特征是在介电常数为2-20范围内的介质衬底上，分别设计带有屏蔽背板的共面波导段、过渡变换段和双面平行双线，带有屏蔽背板的共面波导段和过渡变换段中包括顶层屏蔽导体和底层屏蔽导体，顶层屏蔽导体和底层屏蔽导体通过金属化过孔列连接在一起，通过控制顶层渐变过渡段的长度、顶层直线过渡段的长度、顶层过渡段倾角的角度、底层后过渡段倾角的角度、底层前过渡段倾角的角度、底层前过渡段的长度和底层后过渡段的长度，实现两种传输线之间的过渡转换。

Description

带有屏蔽背板的共面波导-双面平行双线宽带转换接头
技术领域
本发明涉及一种带有屏蔽背板的共面波导-双面平行双线宽带转换接头，属于微波技术领域。
背景技术
随着微波集成电路技术的迅速发展，出现了大量平面电路封装结构。因此，在平面电路和天线设计中经常需要实现不同种类传输线之间的过渡转换，这些过渡转换结构可分成三大类：非平衡式传输线之间的转换（如：微带线和共面波导之间的过渡转换）、平衡式传输线之间的转换（如：共面双线和槽线之间的过渡转换）、平衡式传输线与非平衡式传输线之间的转换（如：槽线和微带线之间的过渡转换）。在工作频率较高的情况下，采用平衡式传输线能有效抑制馈线的乱真辐射，而常规测量仪器的接口却往往采用非平衡式传输线（如：同轴接头、共面波导探针等），为了实现两者之间的光滑过渡，必须研制具有宽频带特性的平衡式-非平衡式传输线转换接头。另一方面，在平面可集成天线单元和阵列设计中，为了抑制馈线的乱真辐射引入的干扰和损耗，馈电网络设计应尽可能采用平衡式传输线，而输出终端则需要采用非平衡式传输线、以便能直接连接到测量仪器。故研制宽频带特性的平衡式-非平衡式传输线转换接头对保证天馈系统的性能、提高其测量精度也有重要的作用。
带有屏蔽背板的共面波导和双面平行双线作为两种常用的非平衡式和平衡式平面微波传输线，在微波集成电路设计中有着广泛的应用，所以亟需解决两者之间的过渡转换问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对带有屏蔽背板的共面波导到双面平行双线之间的过渡转换问题，提出一种结构简单、具有宽带特性且便于制作实现的带有屏蔽背板的共面波导-双面平行双线转换接头，实现两者之间电气特性的光滑过渡。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
带有屏蔽背板的共面波导-双面平行双线宽带转换接头，在介质衬底上设置用于连接共面波导段、双面平行双线段的过渡变换段；所述过渡变换段包括顶层渐变过渡段、顶层直线过渡段、底层后过渡段和底层前过渡段，前述各过渡段均为对称结构；
其中，所述共面波导段、过渡变换段分别设置有屏蔽背板，所述屏蔽背板包括顶层屏蔽导体和底层屏蔽导体，顶层屏蔽导体和底层屏蔽导体通过金属化过孔列连接在一起；
顶层渐变过渡段的一端与共面波导段的顶层馈线输入端连接，顶层渐变过渡段的另一端与顶层直线过渡段的一端连接，顶层直线过渡段的另一端与双面平行双线段的顶层馈线输出端连接；顶层屏蔽导体的边缘线与顶层直线过渡段的垂直线形成顶层过渡段倾角；
所述底层前过渡段的一端与双面平行双线段的底层馈线输出端连接，底层前过渡段的另一端与底层后过渡段连接；其中，底层前过渡段、底层后过渡段均为渐变馈线；
所述底层前过渡段的渐变馈线与双面平行双线段的底层馈线的垂直线形成底层前过渡段倾角；
所述底层后过渡段的渐变馈线与双面平行双线段的底层馈线的垂直线形成底层后过渡段倾角。
优选的，本发明的带有屏蔽背板的共面波导-双面平行双线宽带转换接头，顶层渐变过渡段的长度在5-13毫米范围内，顶层直线过渡段的长度1.8-3.8毫米范围内，底层后过渡段的长度在2-4毫米范围内，底层前过渡段的长度在1.5-2.5毫米范围内。
优选的，本发明的带有屏蔽背板的共面波导-双面平行双线宽带转换接头，顶层过渡段倾角的角度在18-34度范围内，底层前过渡段倾角的角度在41-61度范围内、底层后过渡段倾角的角度在25-45度范围内。
优选的，本发明的带有屏蔽背板的共面波导-双面平行双线宽带转换接头，金属化过孔列的过孔个数在3－15个。
优选的，本发明的共面波导-双面平行双线宽带转换接头，金属化过孔列的过孔的直径在0.2-2mm范围内。
优选的，本发明的共面波导-双面平行双线宽带转换接头，介质衬底的介电常数范围为2-20。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
工作带宽较宽且插入损耗低，只采用直线轮廓结构而不含复杂的曲线轮廓结构，无需采用复杂的CAD手段生成光滑曲线花样，因此结构非常简单，制作容易，特别适用于微波集成电路。本发明的转换接头具有较小的体积、简单的结构和极低的剖面尺寸，能够有效地实现双面平行双线电路与带有屏蔽背板的共面波导电路之间的互联。
附图说明
图1是转换接头的整体结构示意图。
图2是转换接头的顶层结构示意图。
图3是转换接头的底层结构示意图。
图4是实验测得的一对转换接头之间的回波损耗和传输系数频率特性曲线。
图中标号：1是介质衬底，1’是顶层屏蔽导体，2是带有屏蔽背板的共面波导段，2’是底层屏蔽导体，3是过渡变换段，4是双面平行双线段，5是顶层渐变过渡段，6是顶层直线过渡段，7是顶层过渡段倾角，8是底层前过渡段倾角，9是底层后过渡段倾角，10是底层后过渡段，11是底层前过渡段，12是金属化过孔列。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
如图1所示，本发明的结构是：转换接头制作在介质衬底1的顶层和底层上，由带有屏蔽背板的共面波导段2、过渡变换段3和双面平行双线段4组成，面平行双线4段作为平衡式平面微波传输线，连接馈电网络的输出端，共面波导段2作为常用的非平衡式平面微波传输线，用于连接测量仪器的输入端，而过渡变换段3用于连接共面波导段2与双面平行双线段4。
如图2结合图3所示，共面波导段2和过渡变换段3包括顶层屏蔽导体1’和底层屏蔽导体2’，顶层屏蔽导体1’和底层屏蔽导体2’通过金属化过孔列12连接起来，用于抑制平板传播模式；其中的过渡变换段3包括了顶层渐变过渡段5、顶层直线过渡段6、底层后过渡段10和底层前过渡段11。所述的带有屏蔽背板的共面波导-双面平行双线转换接头，所有过渡段均为直线或直线渐变结构。
顶层屏蔽导体的边缘线与顶层直线过渡段的垂直线形成顶层过渡段倾角7。
所述底层前过渡段11的一端与双面平行双线段的底层馈线输出端连接，底层前过渡段11的另一端与底层后过渡段10连接；其中，底层前过渡段、底层后过渡段均为渐变馈线；
底层前过渡段11的渐变馈线与双面平行双线段的底层馈线的垂直线形成底层前过渡段倾角8；底层后过渡段10的渐变馈线与双面平行双线段的底层馈线的垂直线形成底层后过渡段倾角9。
对照附图4，附图4给出了介质衬底1按照相对介电常数为3.38、厚度为0.508毫米，顶层渐变过渡段5的长度按照9毫米，顶层直线过渡段6的长度按照2.8毫米，顶层过渡段倾角7的角度按照26度，底层后过渡段倾角8的角度按照51度，底层前过渡段倾角9的角度按照35度，底层前过渡段10的长度按照3毫米，底层后过渡段11的长度按照2毫米，金属化过孔列12按照个数14个、每个过孔直径为0.5毫米实施时，利用矢量网络分析仪测得的一对转换接头之间的回波损耗和传输系数频率特性曲线。图中虚线表示回波损耗频率特性曲线，实线表示传输损耗频率特性曲线。在50MHz-20GHz频段上，转换接头的回波损耗低于-10dB，传输损耗不高于-2.5dB。扣除测量仪器误差和损耗，单个转换接头在20GHz以下的频带内具有不高于-1dB的传输损耗和良好的匹配特性。
带有屏蔽背板的共面波导-双面平行双线宽带转换接头，工作频带内具有较低的插入损耗和良好的阻抗匹配特性，而且具有较小的体积。本发明解决了带有屏蔽背板的共面波导和双面平行双线之间的宽度过渡转换问题，既可用于两种传输线电路之间的封装互联，又可用作对称结构宽带天线的馈电器。本发明在宽带微波/毫米波集成电路、平面可集成天馈模块的设计中有着广泛的应用前景。

Claims (6)

1. 带有屏蔽背板的共面波导-双面平行双线宽带转换接头，其特征在于：在介质衬底（1）上设置用于连接共面波导段（2）、双面平行双线段（4）的过渡变换段（3）；所述过渡变换段（3）包括顶层渐变过渡段（5）、顶层直线过渡段（6）、底层后过渡段(10)和底层前过渡段(11)，前述各过渡段均为对称结构；
其中，所述共面波导段（2）、过渡变换段（3）分别设置有屏蔽背板，所述屏蔽背板包括顶层屏蔽导体和底层屏蔽导体，顶层屏蔽导体和底层屏蔽导体通过金属化过孔列（12）连接在一起；
顶层渐变过渡段（5）的一端与共面波导段的顶层馈线输入端连接，顶层渐变过渡段（5）的另一端与顶层直线过渡段（6）的一端连接，顶层直线过渡段（6）的另一端与双面平行双线段的顶层馈线输出端连接；顶层屏蔽导体的边缘线与顶层直线过渡段（6）的垂直线形成顶层过渡段倾角（7）；
所述底层前过渡段（11）的一端与双面平行双线段的底层馈线输出端连接，底层前过渡段（11）的另一端与底层后过渡段（10）连接；其中，底层前过渡段（11）、底层后过渡段（10）均为渐变馈线；
所述底层前过渡段（11）的渐变馈线与双面平行双线段的底层馈线的垂直线形成底层前过渡段倾角（8）；
所述底层后过渡段（10）的渐变馈线与双面平行双线段的底层馈线的垂直线形成底层后过渡段倾角（9）。
2. 根据权利要求1所述的带有屏蔽背板的共面波导-双面平行双线宽带转换接头，其特征在于：顶层渐变过渡段（5）的长度在5-13毫米范围内，顶层直线过渡段（6）的长度1.8-3.8毫米范围内，底层后过渡段（10）的长度在2-4毫米范围内，底层前过渡段（11）的长度在1.5-2.5毫米范围内。
3. 根据权利要求1所述的带有屏蔽背板的共面波导-双面平行双线宽带转换接头，其特征在于：顶层过渡段倾角（7）的角度在18-34度范围内，底层前过渡段倾角（8）的角度在41-61度范围内、底层后过渡段倾角（9）的角度在25-45度范围内。
4. 根据权利要求1所述的带有屏蔽背板的共面波导-双面平行双线宽带转换接头，其特征在于：金属化过孔列（12）的过孔个数在3－15个。
5. 根据权利要求1所述的带有屏蔽背板的共面波导-双面平行双线宽带转换接头，其特征在于：金属化过孔列（12）的过孔的直径在0.2-2mm范围内。
6.根据权利要求1所述的带有屏蔽背板的共面波导-双面平行双线宽带转换接头，其特征在于：介质衬底（1）的介电常数范围为2-20。
CN2011101295779A 2011-05-19 2011-05-19 带有屏蔽背板的共面波导-双面平行双线宽带转换接头 Expired - Fee Related CN102306861B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011101295779A CN102306861B (zh) 2011-05-19 2011-05-19 带有屏蔽背板的共面波导-双面平行双线宽带转换接头

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011101295779A CN102306861B (zh) 2011-05-19 2011-05-19 带有屏蔽背板的共面波导-双面平行双线宽带转换接头

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102306861A true CN102306861A (zh) 2012-01-04
CN102306861B CN102306861B (zh) 2013-11-27

Family

ID=45380689

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011101295779A Expired - Fee Related CN102306861B (zh) 2011-05-19 2011-05-19 带有屏蔽背板的共面波导-双面平行双线宽带转换接头

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102306861B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102903991A (zh) * 2012-09-24 2013-01-30 南京邮电大学 非对称共面波导-双面平行双线宽带转换连接器
CN103547064B (zh) * 2013-10-11 2016-11-16 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种射频微波电路板中传输线到器件的匹配连接方法
WO2020088327A1 (zh) * 2018-10-31 2020-05-07 华为技术有限公司 一种平衡-不平衡变换装置、通信器件及通信系统
CN111769348A (zh) * 2020-06-12 2020-10-13 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 一种非对称带状线与微带线的过渡结构
WO2022087872A1 (zh) * 2020-10-28 2022-05-05 京东方科技集团股份有限公司 相控阵天线系统及电子装置
CN114665247A (zh) * 2022-03-11 2022-06-24 北京化工大学 共面波导至微带线的过渡结构的确定方法及过渡结构
CN115051131A (zh) * 2022-05-06 2022-09-13 天津大学 介质集成悬置平行带线到屏蔽gcpw差分对的宽带过渡

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5828340A (en) * 1996-10-25 1998-10-27 Johnson; J. Michael Wideband sub-wavelength antenna
JP2000196344A (ja) * 1998-12-25 2000-07-14 Toshiba Corp アンテナ装置
US6559809B1 (en) * 2001-11-29 2003-05-06 Qualcomm Incorporated Planar antenna for wireless communications

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5828340A (en) * 1996-10-25 1998-10-27 Johnson; J. Michael Wideband sub-wavelength antenna
JP2000196344A (ja) * 1998-12-25 2000-07-14 Toshiba Corp アンテナ装置
US6559809B1 (en) * 2001-11-29 2003-05-06 Qualcomm Incorporated Planar antenna for wireless communications

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
XIUYIN ZHANG等: "Broadband Transition Between Double-Sided Parallel-Strip Line and Coplanar Waveguide", 《IEEE MICROWAVE AND WIRELESS COMPONENTS LETTERS》 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102903991A (zh) * 2012-09-24 2013-01-30 南京邮电大学 非对称共面波导-双面平行双线宽带转换连接器
CN103547064B (zh) * 2013-10-11 2016-11-16 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种射频微波电路板中传输线到器件的匹配连接方法
WO2020088327A1 (zh) * 2018-10-31 2020-05-07 华为技术有限公司 一种平衡-不平衡变换装置、通信器件及通信系统
US11870124B2 (en) 2018-10-31 2024-01-09 Huawei Technologies Co., Ltd. Balance-unbalance conversion apparatus, communications device, and communications system
CN111769348A (zh) * 2020-06-12 2020-10-13 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 一种非对称带状线与微带线的过渡结构
WO2022087872A1 (zh) * 2020-10-28 2022-05-05 京东方科技集团股份有限公司 相控阵天线系统及电子装置
CN114665247A (zh) * 2022-03-11 2022-06-24 北京化工大学 共面波导至微带线的过渡结构的确定方法及过渡结构
CN114665247B (zh) * 2022-03-11 2022-12-16 北京化工大学 共面波导至微带线的过渡结构的确定方法及过渡结构
CN115051131A (zh) * 2022-05-06 2022-09-13 天津大学 介质集成悬置平行带线到屏蔽gcpw差分对的宽带过渡
CN115051131B (zh) * 2022-05-06 2024-01-26 天津大学 介质集成悬置平行带线到屏蔽gcpw差分对的宽带过渡

Also Published As

Publication number Publication date
CN102306861B (zh) 2013-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102306861B (zh) 带有屏蔽背板的共面波导-双面平行双线宽带转换接头
US9093732B2 (en) Low power, high speed multi-channel chip-to-chip interface using dielectric waveguide
CN101998763B (zh) 裸芯片与印制电路板的连接结构及印制电路板、通信设备
US11289788B2 (en) Board-to-board interconnect apparatus including microstrip circuits connected by a waveguide, wherein a bandwidth of a frequency band is adjustable
CN102306862A (zh) 一种宽带共面波导-双面平行双线转换接头
US20140016686A1 (en) Overcoming multiple reflections in packages and connectors at high speed broadband signal routing
CN107394328A (zh) 一种d波段波导‑平面电路过渡装置
CN105305073B (zh) 多入多出天线结构及移动终端
CN110492214A (zh) 方同轴传输线太赫兹等功分器
CN104466492A (zh) 通信连接器及其端子框架
US20110181375A1 (en) Waveguide
CN109346808A (zh) 基于多层自封装悬置共面波导与微带混合的传输线结构
CN102055506A (zh) Td-scdma及td-lte智能天线多通道宽带校准网络
CN209329160U (zh) 基站天线及其移相馈电装置
CN108767377A (zh) 一种双掷开关加载移相器
CN112186321A (zh) 加脊方同轴基片集成波导互连装置
CN102903991A (zh) 非对称共面波导-双面平行双线宽带转换连接器
CN104937768B (zh) 使用介质波导的低功率、高速多通道芯片到芯片接口
CN203660030U (zh) 一种波导微带转换器
CN112993505B (zh) 太赫兹无跳丝共面波导单片及系统级电路低插损封装结构
CN203288723U (zh) 一种交指耦合双工器
CN114759331B (zh) 一种低损耗宽带传输线及传输结构
CN219498150U (zh) 一种毫米波太赫兹波导同轴转接结构
WO2023123720A1 (zh) 一种适用于亚毫米波频段的波导cpw过渡转换装置
CN220341490U (zh) 一种v波段同轴转微带的接口

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20131127

Termination date: 20210519

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee