CN106848522B - 一种新型悬置微带线到微带线的过渡结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型悬置微带线到微带线的过渡结构，包括介质基板、顶层传输线、底层印制图形和底部空气腔体，介质基板的顶层上印制顶层传输线，顶层传输线包括微带段、过渡段和悬置微带段，过渡段的轴向长度为0.5～0.65mm，微带段宽度为悬置微带段宽度的1.9～2倍；介质基板的底层上印制底层印制图形；本发明该发明结构简易，加工制作方便，降低了制作成本，具有适应各种微波毫米波集成电路传输结构。

Description

一种新型悬置微带线到微带线的过渡结构

技术领域

本发明涉及一种新型悬置微带线到微带线的过渡结构，适用于毫米波频段射频电路的平面传输，特别是频率高于60GHz的毫米波电路传输。

背景技术

随着无线通信系统及雷达系统在毫米波频段的广泛应用，传输线插损带来的系统指标下降就显的尤为突出。悬置微带线底部不与金属接触并悬置在结构中，因此，在高频传输中色散较小，传输信号时损耗较微带线插损值有明显改善。传统MCM电路电路中的芯片需要与微带传输线相对接，因此，悬置微带线在与芯片互联的时需要过渡成微带线。悬置微带线与微带线的混合时候大大降低了系统的传输插损。

目前悬置微带线与微带线的过渡主要采用背部向悬置微带线两个扩散的双指来实现电场的转变。此种方法的缺点是：背部双指型印制图形尺寸较小，在毫米波频段难以加工。此种结构对尺寸要求比较敏感，图形不规则，在实际加工制作中容易偏离设计频率。另外由于电场过渡只有两个双指型过渡，宽带内插损波动过大，过渡插损值较大。在长度为16mm时，双过渡插损在Ka频段(26GHz～40GHz)为1.5dB，单过渡插损在Ka频段为0.75dB。

上述方法虽实现了悬置微带线到微带线的过渡，但在毫米波频段插损值仍比较大。

发明内容

本发明解决的技术问题是：为克服现有悬置微带线到微带线过渡技术的插损值过大，加工困难等不足之处，提供一种新型底层半弧形过渡结构+顶层传输线宽度过渡结构，实现宽带低插损的优良性能。

本发明的技术解决方案是：

一种新型悬置微带线到微带线的过渡结构，包括介质基板、顶层传输线、底层印制图形和底部空气腔体，

介质基板的介电常数小于3，厚度小于0.2mm；

介质基板的顶层上印制顶层传输线，顶层传输线包括微带段、过渡段和悬置微带段，过渡段的轴向长度为0.5～0.65mm，微带段宽度为悬置微带段宽度的1.9～2倍；

介质基板的底层上印制底层印制图形，底层印制图形包括微带GND段和悬置微带GND过渡段，微带GND段与微带段长度一致，微带GND段宽度与介质基板宽度一致，悬置微带GND过渡段由两个轴对称的弧形段组成，悬置微带GND过渡段无印制图形部分呈喇叭口形，开口背对微带GND段，两个弧形段最小间距为微带段宽度的0.8～0.85倍，两个弧形段外沿距离与介质基板宽度一致；两个弧形段长度为过渡段长度的2.8～3倍，弧长为过渡段长度的3.8～4倍，弧度为60°～80°；

底部空气腔体位于悬置微带GND过渡段的正下方，宽度与介质基板宽度一致，深度为介质基板厚度的6～8倍。

微带段、介质基板与微带GND段构成微带线。

悬置微带段、介质基板与底部空气腔体构成悬置微带线。

介质基板损耗角正切值小于0.0009。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)本发明克服现有悬置微带线到微带线过渡技术的插损值过大，加工困难等不足之处，提供一种新型底层半弧形过渡结构+顶层传输线宽度过渡结构，实现宽带低插损的优良性能；

(2)本发明在悬置微带线线用平滑的半弧形过渡结构来实现电场的过渡和阻抗匹配，通常情况，频率越高，差损越大，本发明在更高的频段55GHz～65GHz范围内，同样长度为16mm的电路结构，总的插损值最大为0.25dB，插损明显降低，单个悬置微带线到微带线的过渡小于0.13dB；

(3)本发明该发明结构简易，加工制作方便，降低了制作成本，具有适应各种微波毫米波集成电路传输结构，可广泛应用于60GHz以上频率电路中，可进行大规模生产。

附图说明

图1为本发明结构分解图；

图2为本发明传输性能优化结果示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

一种新型悬置微带线到微带线的过渡结构，如图1所示，包括介质基板2、顶层传输线1、底层印制图形3和底部空气腔体4，

介质基板2的介电常数小于3，厚度小于0.2mm；介质基板2损耗角正切值小于0.0009。

介质基板2的顶层上印制顶层传输线1，顶层传输线1包括微带段、过渡段和悬置微带段，过渡段的轴向长度为0.5～0.65mm，微带段宽度为悬置微带段宽度的1.9～2倍；

介质基板2的底层上印制底层印制图形3，底层印制图形3包括微带GND段和悬置微带GND过渡段，微带GND段与微带段长度一致，微带GND段宽度与介质基板2宽度一致，悬置微带GND过渡段由两个轴对称的弧形段组成，悬置微带GND过渡段无印制图形部分呈喇叭口形，开口背对微带GND段，两个弧形段最小间距为微带段宽度的0.8～0.85倍，两个弧形段外沿距离与介质基板2宽度一致；两个弧形段长度为过渡段长度的2.8～3倍，弧长为过渡段长度的3.8～4倍，弧度为60°～80°；

底部空气腔体4位于悬置微带GND过渡段的正下方，宽度与介质基板2宽度一致，深度为介质基板2厚度的6～8倍。

微带段、介质基板2与微带GND段构成微带线。悬置微带段、介质基板2与底部空气腔体4构成悬置微带线。

实施例

选取介电常数为2.2，基板厚度为0.127mm的Rogers 5880。微带线宽度为0.38mm。空气腔体在悬置微带线底部，宽度与悬置微带线宽度相同为2mm，倒角半径为1mm，深度为1mm。顶部传输线过渡段长度为0.65mm，过渡后宽度为0.2mm。背部半弧形过渡半径为1.45mm，宽度为2mm，长度为1.9mm，槽宽为0.28mm。

经电磁仿真优化结构的具体尺寸为：

(1)顶层金属传输线1的长度为8mm，宽度为0.38mm，过渡段长度为0.65mm，过渡后宽度0.2mm；

(2)介质基板2的长度为8mm，宽度为2mm，高度为0.127mm；

(3)底层半弧形印制图形3倒角半径为1.45mm，长度为1.9mm，宽度为2mm，槽宽为0.28mm；

(4)底部空气腔4腔体深度为1mm，宽度为2mm，倒角半径为1mm；

图2给出了本发明的传输性能的优化结果。为两个8mm长度的过渡段相连接，长度为16mm。由结果可以看出，在55GHz-65GHz插入损耗不大于0.25dB,回波损耗优于22dB，大大减小了插损，具有宽带的特性。

该发明结构具有适应各种微波毫米波集成电路传输结构，可广泛应用于60GHz以上频率电路中，可进行大规模生产。

本发明未公开内容为本领域技术人员公知常识。

Claims (1)

1.一种新型悬置微带线到微带线的过渡结构，其特征在于，包括介质基板(2)、顶层传输线(1)、底层印制图形(3)和底部空气腔体(4)，

介质基板(2)的介电常数小于3，厚度小于0.2mm；

介质基板(2)的顶层上印制顶层传输线(1)，顶层传输线(1)包括微带段、过渡段和悬置微带段，过渡段的轴向长度为0.5～0.65mm，微带段宽度为悬置微带段宽度的1.9～2倍；

介质基板(2)的底层上印制底层印制图形(3)，底层印制图形(3)包括微带GND段和悬置微带GND过渡段，微带GND段与微带段长度一致，微带GND段宽度与介质基板(2)宽度一致，悬置微带GND过渡段由两个轴对称的弧形段组成，悬置微带GND过渡段无印制图形部分呈喇叭口形，开口背对微带GND段，两个弧形段最小间距为微带段宽度的0.8～0.85倍，两个弧形段外沿距离与介质基板(2)宽度一致；两个弧形段长度为过渡段长度的2.8～3倍，弧长为过渡段长度的3.8～4倍，弧度为60°～80°；

微带段、介质基板(2)与微带GND段构成微带线；悬置微带段、介质基板(2)与底部空气腔体(4)构成悬置微带线；

底部空气腔体(4)位于悬置微带GND过渡段和悬置微带段的下方，宽度与介质基板(2)宽度一致，深度为介质基板(2)厚度的6～8倍；

介质基板(2)损耗角正切值小于0.0009；底部空气腔的腔体深度为1mm，宽度为2mm，底部空气腔的腔体靠近悬置微带GND过渡段部分的角为倒角结构，倒角半径为1mm。

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