CN111525221A - 一种工作于w波段具备高隔离度的基片集成波导功分器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工作于W波段具备高隔离度的基片集成波导功分器，该基片集成波导功分器成T型；基片集成波导功分器包括软基片和隔离电阻；软基片的两表面分别设置有接地层软基片中心位置设计有第一金属化接地过孔至少在第一金属化接地过孔的两侧设置有两个隔离槽，两个隔离槽靠隔离电阻一侧，沿信号输入端口的轴线方向排列；软基片的两边设置有两列第二金属化接地过孔；隔离电阻覆盖第一金属化接地过孔和两个隔离槽。本设计的功分器，可使输出端口间的隔离度能从常规的4dB提升至15dB，同时具备较宽的工作带宽和良好的回波损耗。

Description

一种工作于W波段具备高隔离度的基片集成波导功分器

技术领域

本发明涉及毫米波器件领域，尤其是一种工作于W波段具备高隔离度的基片集成波导功分器。

背景技术

W波段属于毫米波频段，具有频率高、带宽大、波长小、分辨率高等优点，近年来在雷达、制导、安检等应用领域吸引了大量的研究。在多通道收发模块、功放发射模块等系统中，功分器是非常重要的器件之一。例如，应用于相控阵雷达的多通道的T/R模块，为了避免通道间的信号相互影响，因此对于通道间的隔离度要求非常高。此外，相较于传统的金属波导功分器，基片集成波导功分器由于采用成熟的商用PCB技术，因此具备更低的成本、更小的体积、更易集成等优点。因此，相较于金属波导功分器，基片集成波导功分器更加适合于应用于集成度更高的T/R模块中。但是，目前已知的工作于W波段的基片集成波导功分器的输出端口之间的隔离度通常比较差，难以应用于需要高隔离度的场合。例如，传统常规的T型结基片集成波导功分器，其输出端口间的隔离度仅仅为4dB左右。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种工作于W波段具备高隔离度的基片集成波导功分器，以有效解决W波段基片集成波导功分器输出端口间隔离度低问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种工作于W波段具备高隔离度的基片集成波导功分器，该基片集成波导功分器成T型；基片集成波导功分器包括软基片和隔离电阻；软基片的两表面分别设置有接地层软基片中心位置设计有第一金属化接地过孔至少在第一金属化接地过孔的两侧设置有两个隔离槽，两个隔离槽靠隔离电阻一侧，沿信号输入端口的轴线方向排列；软基片的两边设置有两列第二金属化接地过孔；隔离电阻覆盖第一金属化接地过孔和两个隔离槽。

上述基片集成波导功分器的工作原理为：W波段的毫米波信号从输入端口输入，经过功分器之后，将信号功率等分，并从两个输出端口输出。

进一步的，隔离槽为矩形。

进一步的，软基片采用duroid 5880或者TLY-5作为基片材料。

进一步的，软基片的厚度为0.127mm。

进一步的，隔离电阻为陶瓷薄膜电阻。

进一步的，陶瓷薄膜电阻厚度为0.254mm，阻值为47欧。

进一步的，隔离电阻通过导电银胶粘接于软基片上。

进一步的，第一金属化接地过孔和/或第二金属化接地过孔的孔径为0.3mm。

进一步的，软基片的两表面设置的接地层的厚度均为0.5盎司。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本设计的功分器，可使输出端口间的隔离度能从常规的4dB提升至15dB，同时具备较宽的工作带宽和良好的回波损耗。

2、本设计的功分器具备易集成、成本低、工作频率宽、回波损耗性能优良等优点，具有极大的工程应用价值。

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 是基片集成波导功分器整体示意图。

图 2是基片集成波导功分器分解示意图。

图 3 是软基片正面示意图。

图 4是软基片背面示意图。

图 5是软基片侧面示意图。

图 6 是基片集成波导功分器端口回波损耗测试曲线。

图 7 是基片集成波导功分器输出端口隔离度测试曲线。

图中，1为软基片，2为隔离电阻，11为隔离槽，12为第一金属化接地过孔，13为第二金属化接地过孔，14、15分别为软基片两表面的接地层，16为信号输入端口。

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

本实施例公开了一种工作于W波段具备高隔离度的基片集成波导功分器，如图1、2所示，该基片集成波导功分器为T型。基片集成波导功分器包括软基片1和隔离电阻2。如图5所示，软基片1的两表面分别设置有接地层14、15。如图3、4所示，软基片1中心位置设计有第一金属化接地过孔12；如图3所示，在第一金属化接地过孔12的两侧设置有两个隔离槽11，两个隔离槽11靠隔离电阻2的一侧，沿信号输入端口16的轴线方向排列。如图3所示，在软基片1的两边设置有两列第二金属化接地过孔13。如图1、2所示，隔离电阻2覆盖所述第一金属化接地过孔12和两个所述隔离槽11。隔离电阻2可通过导电银胶粘接的方式安装在软基片1的隔离槽11上。

实施例二

如图1、2所示，本实施例公开了一种工作于W波段具备高隔离度的基片集成波导功分器，该基片集成波导功分器为T型。基片集成波导功分器包括软基片1和隔离电阻2，隔离电阻2采用陶瓷薄膜电阻。如图5所示，在软基片1的正反两面均设置有接地层14、15。如图3、4所示，软基片1的中心处设置有第一金属化接地过孔12，在该第一金属化接地过孔12的两侧设置有两个矩形开窗，该矩形开窗为在接地层14上开设的隔离槽11，两个矩形开窗沿信号输入方向排布。如图3所示，在软基片1的两边，设置有两列第二金属化接地过孔13。如图1、2所示，薄膜电阻设置于接地层14上、覆盖在第一金属化接地过孔12和两个隔离槽11。

在一个实施例中，软基片采用厚度为0.127mm的duroid 5880或者TLY-5作为基片材料，正反面分别采用成熟的PCB工艺分别镀厚度为0.5盎司的接地层14、15。陶瓷薄膜电阻的厚度设置为0.254mm，阻值为47欧。第一金属化接地过孔12孔径设置为0.3mm，第二金属化接地过孔13的孔径同样设计为0.3mm。

实施例三

基于实施例一，本实施例公开了一种工作于W波段具备高隔离度的基片集成波导功分器，如图1~5所示，软基片1采用厚度为0.127mm的duroid 5880或者TLY-5作为基片材料，并在正反面采用成熟的PCB工艺分别镀接地层14、15。软基片1的两边有两列呈平行排列的第二金属化接地过孔13，中心处有一个第一金属化接地过孔12。在第一金属化接地过孔12的两边分别有一个矩形开窗的隔离槽11。隔离电阻2为厚度为0.254mm的陶瓷薄膜电阻，阻值为47欧。在实际使用中，将隔离电阻2通过用导电银胶粘接的方式安装在软基片1的隔离槽11上方。

实施例四

本实施例对上述实施例中的基片集成波导功分器进行了性能测试，如图6所示，功分器的工作带宽在85~100GHz，功分器输出端口回波损耗优于10dB；如图7所示，功分器输出端口的隔离度大于15dB。

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 (9)

1.一种工作于W波段具备高隔离度的基片集成波导功分器，所述基片集成波导功分器成T型；其特征在于，所述基片集成波导功分器包括软基片（1）和隔离电阻（2）；所述软基片（1）的两表面分别设置有接地层（14、15）；所述软基片（1）中心位置设计有第一金属化接地过孔（12），至少在所述第一金属化接地过孔（12）的两侧设置有两个隔离槽（11），两个所述隔离槽（11）靠隔离电阻（2）一侧，沿信号输入端口（16）的轴线方向排列；所述软基片（1）的两边设置有两列第二金属化接地过孔（13）；所述隔离电阻（2）覆盖所述第一金属化接地过孔（12）和两个所述隔离槽（11）。

2.如权利要求1所述的工作于W波段具备高隔离度的基片集成波导功分器，其特征在于，所述隔离槽（11）为矩形。

3.如权利要求1所述的工作于W波段具备高隔离度的基片集成波导功分器，其特征在于，所述软基片（1）采用duroid 5880或者TLY-5作为基片材料。

4.如权利要求3所述的工作于W波段具备高隔离度的基片集成波导功分器，其特征在于，所述软基片（1）的厚度为0.127mm。

5.如权利要求1所述的工作于W波段具备高隔离度的基片集成波导功分器，其特征在于，所述隔离电阻（2）为陶瓷薄膜电阻。

6.如权利要求5所述的工作于W波段具备高隔离度的基片集成波导功分器，其特征在于，所述陶瓷薄膜电阻厚度为0.254mm，阻值为47欧。

7.如权利要求1、5或6任一所述的工作于W波段具备高隔离度的基片集成波导功分器，其特征在于，所述隔离电阻（2）通过导电银胶粘接于所述软基片（1）上。

8.如权利要求1所述的工作于W波段具备高隔离度的基片集成波导功分器，其特征在于，所述第一金属化接地过孔（12）和/或所述第二金属化接地过孔（13）的孔径为0.3mm。

9.如权利要求1所述的工作于W波段具备高隔离度的基片集成波导功分器，其特征在于，所述软基片（1）的两表面设置的接地层（14、15）的厚度均为0.5盎司。

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