CN104953221A - 毫米波矩形同轴线与微带线的过渡转换结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矩形同轴线与微带的过渡转换电路，属于微波毫米波在矩形同轴线-微带之间过渡转换技术。该过渡转换电路包括金属载体、微带线、微带线支撑金属柱、矩形同轴线、连接金属柱、微带线介质通孔、补偿金属条。本发明基于微带补偿结构与LC滤波的原理，实现了矩形同轴线与微带线两者之间的电磁信号传输，具有设计巧妙、结构简单、方便调试、插入损耗小、驻波特性好的特点。
Description
技术领域
本发明设计了一种适用于毫米波频段范围内矩形同轴线与微带线的过渡转换电路，具体地说，是设计一种垂直转换及相应补偿结构的矩形同轴线与微带线过渡转换电路。
背景技术
矩形同轴线与微带线是微波毫米波频段重要的传输线结构。为了实现同轴线中TEM模与微带线中准TEM模之间的转换，就需要设计一种转换电路。目前，同轴线与微带线之间的转换电路一般有两种形式：平行转换和垂直转换。在传统的转换结构中，都是将同轴线内导体与微带线的导带直接连接。目前工作于50～70GHz频段内的矩形同轴线与微带线之间的过渡转换电路。
发明内容
本发明提供了一种比现有技术方案性能更好的矩形同轴与微带过渡转换电路，对垂直转换结构引入补偿来实现对转换电路性能的优化，具有插入损耗小、驻波特性好、频带宽的特点。
为实现以上的效果，本发明采用的具体方案如下：
在矩形同轴线底部添加一块金属板。
在微带线金属接地板与外加金属板之间利用金属柱连接，实现对微带线的支撑，同时也实现微带线的金属接地板与同轴线的外导体可靠连接。
在微带线与矩形同轴线连接的位置，矩形同轴线密封，并在上部开孔。将微带线置于矩形同轴线上方，除去正对矩形同轴线开孔处的金属接地板。
在矩形同轴线内导体的尾端上方的垂直方向上，通过在微带线上打通孔和添加直径略小于矩形同轴线内导体宽度的金属柱，将同轴线内导体与微带线的导带相连。
同轴线内导体与微带线导带的连接引入了电感，这就影响了转换结构的性能。
在微带线导带上距离连接结构一定距离处添加一个厚度与导带相同的金属条，引入等效电容，与引入的等效电感形成如图3的滤波结构，补偿转换结构中引入的电感。
金属条的添加可以改善过渡转换电路端口的驻波特性。
与现有结构相比，本发明引入的补偿结构，对现有的垂直转换结构进行了优化。经过测试，本发明所提出的过渡转换电路，在55～65GHz的频率范围内，插入损耗小于0.5dB，回波损耗优于18dB。由此可知，本发明已经很好地实现了电磁信号在矩形同轴线与微带线之间的传输，为微波毫米波频段的矩形同轴线与微带线之间的工程设计提供了更好的选择方案。
本发明设计简单，方便调试，而且性能稳定，主要应用于微波频段的电磁信号的传输，特别是应用于矩形同轴线-微带线的过渡、传输。
附图说明
图1是矩形同轴线与微带线转换结构的俯视图。
图2是矩形同轴线与微带线转换结构的侧面剖视图。
图3是处理后的微带线的金属接地板的示意图。
图4是矩形同轴线与微带线转换结构中的补偿结构的等效电路图。
图5是本设计的仿真结果示意图。
其中：1为同轴线外导体，2为微带线导带，3为补偿金属条，4为通孔上方金属，5为连接金属柱，6为通孔，7为同轴线内导体，8为微带线支撑金属柱，9为同轴线内导体支撑，10为通孔下方金属，11为微带线接地金属板。
实施例
矩形同轴线与微带线之间的转换结构，如图1、图2和图3所示。
本设计中矩形同轴线与微带线的特性阻抗都为。
如图1所示，将微带线置于同轴线上方，并使微带线的接地金属板与同轴线外导体可 靠电连接。
如图2所示，在同轴线一端添加金属壁，使同轴线这一端形成封闭结构，在与微带线连接处的同轴线的上方开方孔。
使用较大的若干个金属柱将微带线接地金属板与接地金属板相连，支撑微带线。
如图3所示，在微带线接地金属板上正对同轴线开孔的位置开槽，在开槽的中心保留一个正方形金属板。
在同轴线内导体上方添加一个直径略小于同轴线内导体的金属柱，使其与微带线接地金属板开槽中心金属板相连。
微带线接地金属板开槽中心金属板上方的微带线介质层中打通孔，使得同轴线内导体与微带线导带连接。
在距离通孔上层金属一段距离上添加补偿金属条，金属条厚度与微带线导带厚度相等，调节金属条的距离及尺寸，使其在相应的频段内具有良好的电电磁学特性。
Claims (4)
1.毫米波矩形同轴线与微带线的过渡转换结构，包括：微带线(1)、矩形同轴线(2)、连接金属柱(3)、微带线介质通孔(4)、通孔外延金属(5)、补偿金属条(6)、金属载体(7)和微带支撑金属柱(8)；通过在微带线(1)介质上打通孔(4)和同轴线(2)上开槽后添加连接金属柱(3)连接微带线(1)的导带和矩形同轴线(2)内导体，并通过补偿金属条(5)实现转换性能的优化。
2.根据权利要求1所述的矩形同轴线与微带线的过渡转换结构，其特征在于：通过使用微带支撑金属柱(8)实现对微带线(1)的机械支撑。
3.根据权利要求1所述的矩形同轴线与微带线的过渡转换结构，其特征在于：通孔(4)与连接金属柱(3)之间添加的通孔外延金属(5)金属形状可为矩形和圆形，确保连接的可靠性。
4.根据权利要求1所述的矩形同轴线与微带线的过渡转换结构，其特征在于：沿微带线(1)导带方向上距离通孔(4)2～5倍微带线(1)宽度的位置添加补偿金属条(5)，金属条形状可以为圆形、扇形、矩形。
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