CN106848520A - 一种基于介质集成悬置线的波导腔结构 - Google Patents

一种基于介质集成悬置线的波导腔结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于介质集成悬置线的波导腔结构，所述结构包括：介质集成悬置线平台、设置在介质集成悬置线平台上的激励、电路板镂空形成的空气腔；其中，介质集成悬置线平台包括：自上而下的第一层至第五层双面印刷的电路板；每层电路板由上下两面金属层及上下两面金属层之间填充介质组成；第一层和第五层电路板分别是介质集成悬置线的上下盖板，第二层和第四层电路板被局部镂空切除处理形成镂空腔，第三层的电路板的上、下金属层用于设计平面电路，第四层电路板镂空区域和上下金属板形成空气腔，实现品质因数高、功率容量大、辐射小、易于平面电路集成、成本低、重量轻、自封装优点，适合微波毫米波集成电路的设计的技术效果。

Description

一种基于介质集成悬置线的波导腔结构
技术领域
本发明涉及射频微波电路技术领域，具体地，涉及一种基于介质集成悬置线的波导腔结构。
背景技术
随着现代无线通信的飞速发展，射频集成电路对高集成度、高Q值、小体积等有了更严格的要求。由此微波谐振器作为微波振荡电路和微波放大器的重要组成部分，其性能显得格外重要。微波谐振器可以分为两类：腔体谐振器和平面谐振器。腔体谐振器能将能量束缚在一定空间内，结构牢固，性能稳定可靠，损耗小，Q值高，拥有大的功率容量等优点，但这样做的存在体积大，成本高，难以集成等不足。而对于微带线或带状线之类的平面谐振器来说，集成度较腔体好，价格低廉，但由于其损耗大，功率容量低，结构开放而不便于封装等问题，在应用上也受到一定限制。
综上所述，本申请发明人在实现本申请发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：
在现有技术中，传输线与波导性能上存在矛盾，无法同时达到较优效果的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种基于介质集成悬置线的波导腔结构，解决了现有的解决当前传输线与波导性能上的矛盾，同时实现品质因数高、功率容量大、辐射小、易于平面电路集成、成本低、重量轻、自封装优点，适合微波毫米波集成电路的设计的技术效果。
本发明基于介质集成悬置线提出波导腔技术，在一定程度上结合了腔体谐振器和平面谐振器的优点：此结构模拟金属波导结构，腔体谐振器具Q值高、损耗低等优点；此结构采用PCB工艺，可在G5，G6层可以放置平面电路，拥有低成本易与集成的优点；且此结构基于介质集成悬置线，属于自封装，具有重要的实际应用价值。
为解决上述技术问题，本申请提供了基于介质集成悬置线的波导腔结构，该结构包括介质集成悬置线平台、设置在其上的激励、电路板镂空形成的空气腔。介质集成悬置线自上而下拥有五层双面印刷的电路板，每层电路板由上下两面金属及其之间填充介质而成，即该结构包括自上而下G1至G10十层金属(Metal)层，Substrate1至Substrate5五层电路板的中间介质依次为FR4，FR4，Rogers5880，FR4，FR4。第一层和第五层电路板是介质集成悬置线的上下盖板，第二层和第四层电路板被局部镂空(Hollowed)切除处理形成镂空腔，第三层的电路板的上、下金属层可以设计平面电路，第四层镂空区域和上下金属层形成空气腔(Air cavity)。
特别的，五层电路板开设有铆钉孔(Via)，使用铆钉铆接。铆钉上、下端与G1和G10进行压接。
特别的，所述基于介质集成悬置线的波导腔是由第四层电路板被镂空的部分和上下第三层、第五层电路板共同围成的结构。
特别的，所述基于介质集成悬置线的波导腔的形状不受限制，可以设置为矩形、圆柱形或其他形状。
特别的，所述激励方式可以是在第三层电路板的上层金属放置输入馈线，下层金属开槽。所述开槽单个或多个，所述开槽形状为圆形或矩形。
本发明所述的基于介质集成悬置线波导腔结构不受镂空的介质板层数所限制，可以在所述第四层和第五层之间增加第六层电路板，镂空形状不受限制。所述增加电路板的数目不限。
本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明所述基于介质集成悬置线波导腔结构，基于介质集成悬置线平台属于自封装，有良好的电磁屏蔽效果；类金波波导的腔体结构拥有低损耗、性能稳定、高Q值的效果；在G5、G6层均可放置平面电路，较传统腔体结构电路拥有小体积的优点，且平面电路更易于集成；使用PCB工艺，质量轻、成本低。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定；
图1是为本发明提供的基于介质集成悬置线的波导腔结构的三维立体示意图；
图2是为本发明提供的基于介质集成悬置线的波导腔结构的截面图；
图3是为本发明提供的基于介质集成悬置线的波导腔结构的G5层的俯视图；
图4是为本发明提供的基于介质集成悬置线的波导腔结构的G6层的仰视图；
图5(a)为示例1中第四层电路板的三维示意图；
图5(b)为示例2中第四层电路板的三维图示意；
图5(c)为示例3中波导腔结构的截面示意图；
图5(d)为示例4中波导腔结构的截面示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种基于介质集成悬置线的波导腔结构，解决了现有的解决当前传输线与波导性能上的矛盾，同时实现品质因数高、功率容量大、辐射小、易于平面电路集成、成本低、重量轻、自封装优点，适合微波毫米波集成电路的设计的技术效果。
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
请参考图1-图5，本申请提供了图1为本发明提供的基于介质集成悬置线的波导腔结构的三维立体图；图2是为本发明提供的基于介质集成悬置线的波导腔结构的截面图；图3为本发明提供的基于介质集成悬置线的波导腔结构的G5层的俯视图；图4是为本发明提供的基于介质集成悬置线的波导腔结构的G6层的仰视图；下边结合图1、图2、图3和图4对波导腔的结构、原理和特点进行详细阐述。
如图1和图2所示，优选的，该结构基于介质集成悬置线结构。介质集成悬置线自上而下拥有五层双面印刷的电路板，每层电路板由上下两面金属敷铜及其之间填充介质而成，即该结构包括自上而下G1至G10十层金属(Metal)层，Subtrate1至Substrate5五层电路板的中间介质依次为FR4，FR4，Rogers5880，FR4，FR4。第一层和第五层电路板是介质集成悬置线的上下盖板，G2和G9作为电路的信号地。第二层和第四层电路板被局部镂空(Hollowed)切除处理形成镂空腔，在镂空区域周围打孔(Via)并通过铆钉铆接。第三层的电路板的上、下金属层可以设计平面电路。其中第四层基板镂空区域和上下金属层形成空气腔(Air cavity)。G5层可以放置平面电路以及馈线，并可通过与G6层之间的耦合结构激励起波导腔。如图3、图4，此示例通过馈线和开槽对空气腔进行激励。
图5给出了多种波导腔结构的示例。图5(a)为第四层的介质板镂空区域为矩形。图5(b)为第四层介质板被镂空区域为圆柱形。图5(c)可为可在第四层电路板和第五层电路板之间加介质，将空腔拉长。此图为截面图。图5(d)在第四层和第五层半路板之间加电路板，形成折叠型波导腔。此图为截面图。
本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明所述基于介质集成悬置线波导腔结构，基于介质集成悬置线平台属于自封装，有良好的电磁屏蔽效果；类金波波导的腔体结构拥有低损耗、性能稳定、高Q值的效果；在G5、G6层均可放置平面电路，较传统腔体结构电路拥有小体积的优点，且平面电路更易于集成；使用PCB工艺，质量轻、成本低。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种基于介质集成悬置线的波导腔结构，其特征在于，所述结构包括：
介质集成悬置线平台、设置在介质集成悬置线平台上的激励、电路板镂空形成的空气腔；其中，介质集成悬置线平台包括：自上而下的第一层至第五层双面印刷的电路板；每层电路板由上下两面金属层及上下两面金属层之间填充介质组成；第一层至第五层电路板的中间介质依次为：FR4，FR4，Rogers5880，FR4，FR4；第一层和第五层电路板分别是介质集成悬置线的上下盖板，第二层和第四层电路板被局部镂空切除处理形成镂空腔，第三层的电路板的上、下金属层用于设计平面电路，第四层电路板镂空区域和上下金属层形成空气腔。
2.根据权利要求1所述的基于介质集成悬置线的波导腔结构，其特征在于，所述结构包括自上而下Substrate1至Substrate5五层电路板、G1至G10十层金属层。
3.根据权利要求2所述的基于介质集成悬置线的波导腔结构，其特征在于，五层电路板都开设有铆钉孔，可使用铆钉铆接，铆钉上、下端分别与G1和G10进行压接。
4.根据权利要求1所述的基于介质集成悬置线的波导腔结构，其特征在于，波导腔是由第四层电路板被镂空的部分和第三层、第五层电路板共同围成的结构。
5.根据权利要求4所述的基于介质集成悬置线的波导腔结构，其特征在于，所述波导腔具体为矩形或圆柱形。
6.根据权利要求1所述的基于介质集成悬置线的波导腔结构，其特征在于，激励方式为在第三层电路板的上层金属放置输入馈线，下层金属开槽；所述开槽数量为单个或多个，所述开槽形状为圆形或矩形。
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