CN109216847A - 一种微带垂直过渡结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微带垂直过渡结构，其特征在于：包括微带段和波导段；所述微带段包括两个微带板，分别插入到宽边中心开窗的波导段内；所述波导段，包括波导腔主体，以及与波导腔主体两端分别扣合的波导腔上盖板和波导腔下盖板；所述微带板分别设置在波导腔主体与波导腔上盖板之间，以及波导腔主体与波导腔下盖板之间。本发明采用基于微带‑波导‑微带的形式，整体具有较低的插人损耗,较大工作带宽,且其结构紧凑，加工方便，装卸容易；而且容易更改波导的高度，可以适用于更多的微带垂直过渡要求。
Description
技术领域
本发明涉及微波毫米波多层电路领域，尤其是一种微带垂直过渡结构。
背景技术
微带垂直过渡结构是微波毫米波多层电路中的不可或缺的一个部件。现如今各种微波毫米波集成电路广泛应用于在现代无线系统和雷达系统中。随着对小型化要求越来越高，微波毫米波多层电路也越来越被广泛应用。
常规微带线-微带线过渡方式有：基于金属通孔实现上下层微带线过渡；基于槽耦合实现上下层微带线过渡；基于腔体耦合的微带垂直过渡；基于玻璃绝缘子的微带垂直过度；其中，基于金属通孔的垂直微带过渡，具有宽带特性，但当频率过高时，金属通孔会有较严重的寄生效应，从而恶化系统性能；而基于槽耦合和腔体耦合的微带垂直过渡结构，不具有宽带特性，而且加工复杂；基于玻璃绝缘子当频率过高，同样会有较严重的寄生效应。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种微带线垂直过渡结构，解决微带垂直过度所面临的加工复杂，适应性弱，且相对带宽窄和高频时寄生效应严重的问题。
本发明采用的技术方案如下：
本发明一种微带垂直过渡结构，包括微带段和波导段；所述微带段包括两个微带板，分别插入到宽边中心开窗的波导段内；所述波导段，包括波导腔主体，以及与波导腔主体两端分别扣合的波导腔上盖板和波导腔下盖板。
以上结构，与现有微带线过渡相比，在波导上安装两个微带板，通过波导实现微带板之间的过渡，能够获得更宽的相对带宽。
作为优选，所述微带板分别设置在波导腔主体与波导腔上盖板之间，以及波导腔主体与波导腔下盖板之间。
以上结构，由于微带板设置在，波导腔主体分别与波导腔上盖板和波导腔下盖板之间，方便于微带与波导腔盖板之间距离的调整；同时方便于波导和微带板的拆卸和更换。
作为优选，所述微带板包括微带介质基板，以及设置于微带介质基板顶层的微带线。
作为优选，所述微带介质基板为PCB四层板，覆盖波导横截面，顶层蚀刻有微带线，PCB四层板与波导相接处的铜挖空。
以上结构，因为信号要从PCB板中穿过，有铜会反射信号，所以为了信号的传输，PCB四层板与波导相接的地方需要把铜挖空。
作为优选，所述微带线包括依次连接的探针、感性高阻抗线和欧姆线。
以上结构，由于探针过渡具有容性电抗,所以加载一段具有感性电抗的高阻抗线，串联在探针过渡器后面,可以消除容性电抗。
作为优选，所述探针为E面探针。
作为优选，所述波导腔主体为非标准波导。
以上结构，由于采用非标准波导，可以在不影响性能的情况下，减小矩形波导的面积。
作为优选，所述波导腔上盖和波导腔下盖距离插入的微带板上探针面为传输信号中心频率的波导波长的四分之一。
以上结构，波导腔上盖和波导腔下盖与微带板上探针面之间的距离的设置，能够保证微带探针处为波导电场最最强处，便于信号的耦合。
作为优选，所述波导腔上盖板和波导腔下盖板内分别设有T形槽，T形槽对应微带介质基板上的微带线。
以上结构，由于设置T型槽，微带线与传输波导口之间形成了一个空气腔，空气腔的高度与性能相关，通过在盖板上设置一定深度的T型槽，确定空气腔的高度，保证垂直过渡结构的性能。
作为优选，所述波导腔上盖板、波导腔下盖板和微带介质基板上分别设有螺丝孔，螺丝孔中设有螺丝，螺丝将波导腔上盖板、波导腔下盖板和微带介质基板固定。
以上结构，螺丝和螺丝孔的设置能够便于波导腔上盖板和波导腔下盖板的拆卸和安装，使用方便。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明微带垂直过渡结构，采用波导实现微带线之间的过渡，克服了现有微带线-微带线过渡的缺陷，有比较宽的相对带宽和较低的插入损耗，高频时，可有效降低寄生效应；同时波导腔上盖板、波导腔下盖板和波导腔主体的设置，使微带垂直过渡结构紧凑,易于加工,装卸容易；而且通过更改波导的高度，以及波导口宽边、窄边的长度，可以更好地满足垂直过渡对高度和传输频段的要求。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明一种微带垂直过渡结构的结构示意图。
图2是波导段的结构示意图。
图3是微带段的结构示意图。
图4是实施例的微带垂直过渡结构的结构示意图。
图5是实施例波导腔主体和微带板的结构示意图。
图6是波导腔上盖板的结构示意图。
图7是波导腔下盖板的结构示意图。
图8是微带垂直过渡结构的仿真结果S参数图。
图9是微带垂直过渡结构的实测结果S参数图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例一：
如图1，本发明一种微带垂直过渡结构，包括微带段和波导段2；所述微带段包括两个微带板1，分别插入到宽边中心开窗的波导段2内。
如图2，所述波导段2，包括波导腔主体21，以及与波导腔主体21两端分别扣合的波导腔上盖板22和波导腔下盖板23；所述波导腔主体21分别与波导腔上盖板22和波导腔下盖板23之间设有微带板2。
如图3，所述微带板1包括微带介质基板11，以及设置于微带介质基板11顶层的微带线12；所述微带介质基板11为PCB四层板，顶层蚀刻为微带线12，PCB四层板与波导相接部分的铜挖空；
所述微带线12包括依次连接的探针121、感性高阻抗线122和50欧姆线123；所述探针121为E面探针。
在实施例中，所述波导腔上盖22和波导腔下盖23距离插入的微带板1上探针面为传输信号中心频率的波导波长的四分之一。
实施例二：
如图4，本实施例公开一种微带垂直过渡结构，波导腔主体21两端分别扣合的波导腔上盖板22和波导腔下盖板23，在波导腔主体21分别与波导腔上盖22板和波导腔下盖板23之间的横截面上安装有微带介质基板11，微带介质基板11上设有微带线12，微带线12上分别连接输入接头和输出接头；并通过螺丝穿过螺丝孔222将波导腔上盖板22、波导腔下盖板23和微带介质基板11固定。
如图5， 在波导腔主体21两端分别设置有微带介质基板11，微带介质基板11覆盖波导腔主体21横截面，微带介质基板11顶层上设有T形结构112，T形结构112内除微带线12，其余部分的铜层挖空；微带介质基板11上还设有螺丝孔222；T形结构112中设置有矩形波导信号传输部分、探针121、感性高阻抗线122、以及50欧姆线123。
如图6和7，所述波导腔上盖板22和波导腔下盖板23内分别设有T形槽221，T形槽221对应微带介质基板11上的微带线12；所述波导腔上盖板22和波导腔下盖板23上分别设有螺丝孔222。
如图8，从仿真S参数图来看，在9-14G插入，损耗小于0.5dB，回波损耗小于-14dB；而且当频率过低时，大于波导的截止波长时，波导会对其产生抑制，如图所示，过渡结构对6GHz有30dB的抑制。
如图9，从实测S参数图中可以看出：通带和仿真的结果比较吻合；实测与仿真的插入损耗、以及回波损耗之间的差值，是由于有接头还有装配过程的影响造成的，是正常的。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (10)
1.一种微带垂直过渡结构，其特征在于：包括微带段和波导段（2）；所述微带段包括两个微带板（1），分别插入到宽边中心开窗的波导段（2）内；所述波导段（2），包括波导腔主体（21），以及与波导腔主体（21）两端分别扣合的波导腔上盖板（22）和波导腔下盖板（23）。
2.如权利要求1所述的微带垂直过渡结构，其特征在于：所述微带板（1）分别设置在波导腔主体（21）与波导腔上盖板（22）之间，以及波导腔主体（21）与波导腔下盖板（23）之间。
3.如权利要求1或2所述的微带垂直过渡结构，其特征在于：所述微带板（1）包括微带介质基板（11），以及设置于微带介质基板（11）顶层的微带线（12）。
4.如权利要求3所述的微带垂直过渡结构，其特征在于：所述微带介质基板（11）为PCB四层板，覆盖波导腔主体横截面，顶层蚀刻有微带线（12），PCB四层板与波导相接处的铜挖空。
5.如权利要求3所述的微带垂直过渡结构，其特征在于：所述微带线（12）包括依次连接的探针（121）、感性高阻抗线（122）和欧姆线（123）。
6.如权利要求5所述的微带垂直过渡结构，其特征在于：所述探针（121）为E面探针。
7.如权利要求1所述的微带垂直过渡结构，其特征在于：所述波导腔主体（21）为非标准波导。
8.如权利要求1所述的微带垂直过渡结构，其特征在于：所述波导腔上盖（22）和波导腔下盖（23）距离插入的微带板（1）上探针面为传输信号中心频率的波导波长的四分之一。
9.如权利要求1或8所述的微带垂直过渡结构，其特征在于：所述波导腔上盖板（22）和波导腔下盖板（23）内分别设有T形槽（221），T形槽（221）对应微带介质基板（11）上的微带线（12）。
10.如权利要求9所述的微带垂直过渡结构，其特征在于：所述波导腔上盖板（22）、波导腔下盖板（23）和微带介质基板（11）上分别设有螺丝孔（222），螺丝孔（222）中设有螺丝，螺丝将波导腔上盖板（22）、波导腔下盖板（23）和微带介质基板（11）固定。
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