CN112397864A - 一体化波导微带探针过渡结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及毫米波混合集成电路技术领域，具体涉及一体化波导微带探针过渡结构,包括波导腔体，波导腔体上设置有用于安装微带电路的电路槽，以及与电路槽连通且用于信号传播的传播通道，电流槽内设置有微带电路片，微带电路片的探针位于传播通道内；波导腔体上还设置有用于覆盖电路槽和微带电路片的盖板。本发明通过改进的过渡结构，使得波导腔体的结构更为简单实用，方便安装配合，大大提高了使用过程中的配合精度和系统互联性性能。
Description
技术领域
本发明涉及毫米波混合集成电路技术领域，具体涉及一体化波导微带探针过渡结构。
背景技术
过渡结构是为了实现两种电磁波传输结构的连接及阻抗匹配。矩形波导与微带线转换有多种形式，常见的形式有：波导-脊波导-微带过渡、波导-微带探针过渡、波导-同轴探针过渡等。其中波导-同轴探针具备气密性，但是其探针加套筒的结构可靠性较差，局限在可靠性要求不高的场合下应用；波导-微带探针过渡其装配最为简单，但接口无气密，在无源电路功率合成和对气密性不要求的情况下应用最为广泛。其设计关键在于匹配电路优化，可制造性，以及工程应用的便捷性。
中国专利CN205666315U公布了一种W波段波导-微带探针转换器，包括矩形波导、减高矩形波导、过渡窗、微带线等结构构成，其特点是利用微带探针实现电磁能量耦合，减高矩形波导实现阻抗变换，过渡窗起波导高次模式抑制和匹配作用，在装配实现上，把波导分为对称的两个腔体，安装微带线以后盖上上腔体组合成一个完整的波导结构。
中国专利CN103474733A公布了一种微带波导双探针过渡结构，包括上腔体、下腔体、微带电路。其特点是利用微带双探针实现电场耦合，通过控制短路面的长度使得双探针对特定频率信号进行合成。双探针印制在同一微带电路片上。其装配工序是在下腔体上开槽安装微带电路片，然后再盖上上腔体组装实现，约束腔加工制作在上腔体上。
从以上描述可知，现有的波导微带探针过渡均为分成上下两个腔体组合安装的结构、均包含有过渡窗结构。这类结构存在的主要问题是：
1)由于把波导腔体对半剖成两个部分，上下两个波导腔体的对位公差对过渡性能的影响较大，特别是相位一致性问题，而且还存在上下两个腔体组合后，波导口端面不平整的问题，对系统接口互联性能影响极大；
2)难以与微波组件一体化集成。微波混合集成电路组件通常是在一个机加工盒体内数铣电路槽，然后安装电路片等微波功能电路，最后安装内盖板、外盖板一般选择激光封焊。由于这种波导微带过渡结构需要沿微带电路安装处中心对剖，因此无法与微波混合集成组件一体化集成设计。
3)加工和装配精度要求较高。现有的波导微带探针过渡沿微带线安装处对剖，因此对上下两个波导腔体的加工精度，配合面的平整度，粗糙度要求极高。同时由于过渡窗的使用，带来了额外的加工复杂度问题。
因此，现有的波导微带探针过渡结构缺陷明显，难以在工程和型号用普及应用。因而，有必要研究一种可以一体化加工制造、装配方便、可以与组件一体化集成、同时对加工和装配精度要求低，成本低廉的波导微带探针过渡结构，以适应工程化应用。
发明内容
为了克服上述内容中提到的现有技术存在的缺陷，本发明提供了一体化波导微带过渡结构，旨在对波导未带探针过渡结构进行改进，使其一体化加工成型，方便安装，使用方便。
为了实现上述目的，本发明具体采用的技术方案是：
一体化波导微带探针过渡结构，包括波导腔体，波导腔体上设置有用于安装微带电路的电路槽，以及与电路槽连通且用于信号传播的传播通道，电流槽内设置有微带电路片，微带电路片的探针位于传播通道内；波导腔体上还设置有用于覆盖电路槽和微带电路片的盖板。
上述公开的过渡结构，通过设置一体化的波导腔体，将微带电路片设置在电路槽中后仅需要盖板即可完成安装，十分方便快捷，且安装精度高，还避免了波导腔体盒盖安装造成的诸多问题。
进一步的，为了方便信号的传播，对传播通道的结构进行优化，此处举出一种具体可行的方案：所述的传播通道与电路槽相交并形成十字形交叉结构。
再进一步，所述的传播通道可设置为方形通道，传播通道的一端与电路槽连通，另一端为信号输入端口。
再进一步，所述的电路槽也可设置为方槽。
进一步的，微带电路片直接设置在电路槽内，其结构可采用多种方式而并不唯一确定，为了方便微带电路片与电路槽的稳定配合，此处提出一种微带电路片的可行结构，具体如下：所述的微带电路片为方形，微带电路片包括介质基片，介质基片上设置有微带探针电路。
进一步的，在选择微带电路片与电路槽的稳定配合方式时，举出如下一种具体可行的方案：所述的微带电路片通过导电胶连接固定至电路槽内。
再进一步，微带电路片上的微带探针电路的目的为实现波导信号到微带信号的转换，微带探针电路的其中一种可用结构为：所述的微带探针电路包括匹配枝节，匹配枝节电连接耦合金属片和接地结构。
进一步的，所述的介质基片为复合介质基片。优选的，可采用如Rogers5880、石英基片等在内的复合介质基片。
进一步的，对盖板的结构进行优化，举出如下具体可行的方案：所述的盖板上设置有导电结构并与微带电路片配合形成波导短路面。
进一步的，盖板的结构还可提供屏蔽保护，举出如下具体可行的方案：所述的盖板上设置有屏蔽结构，盖板与微带电路片配合形成微带电路片的保护屏蔽。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
1)本发明的波导腔体一次加工成型，整个波导腔体和电路槽为一个完成的整体，避免了波导对位以及配合精度问题带来的性能恶化。
2)本发明由于波导腔体为一个完整结构，因而可以与微波集成组件的盒体一体化加工集成，同时本发明的盖板可以与微波集成电路组件的内盖板统一为一个盖板，便于组件集成。
3)本发明的波导微带过渡结构，组成结构简单，只包括波导腔体、盖板和微波电路片三部分，每个部分容易加工实现，极大的降低了加工难度和成本。
4)本发明的波导微带过渡结构组成装配便捷，粘接微带电路片后通过螺钉盖上盖板即可实现，装配极为简单。
5)本发明的波导微带过渡结构，避免了现有技术的通过上腔体压微带电路片的安装方式，因此本发明可供选择的电路片种类较多，包括玻璃电路片，陶瓷电路片，而现有技术则不能选择此类压迫易碎的电路片，因而本发明应用范围更广，包括使用石英基片的太赫兹过渡电路等。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅表示出了本发明的部分实施例，因此不应看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
图1为波导腔体的结构示意图。
图2为盖板的结构示意图。
图3为微带电路片的结构示意图。
图4为微带电路片设置完成后与传播通道的相对位置关系示意图。
图5为采用本发明中公开的过渡结构进行实验的仿真数据。
图中，各个标号的含义是：1、波导腔体；2、电路槽；3、盖板；4、微带电路片；5、传播通道。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。
在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。
实施例
本实施例针对现有的波导微带过渡结构存在的配合精度差、影响相位一致性、影响系统接口互联性能等问题，对过渡结构进行优化改进，使得波导腔体1的结构更为简单实用，方便安装配合，大大提高了使用过程中的配合精度和系统互联性性能。
具体的，如图1～图5所示，本实施例公开的一体化波导微带探针过渡结构，包括波导腔体1，波导腔体1上设置有用于安装微带电路的电路槽2，以及与电路槽2连通且用于信号传播的传播通道5，电流槽内设置有微带电路片4，微带电路片4的探针位于传播通道5内；波导腔体1上还设置有用于覆盖电路槽2和微带电路片4的盖板3。
上述公开的过渡结构，通过设置一体化的波导腔体1，将微带电路片4设置在电路槽2中后仅需要盖板3即可完成安装，十分方便快捷，且安装精度高，还避免了波导腔体1盒盖安装造成的诸多问题。
为了方便信号的传播，对传播通道5的结构进行优化，本实施例举出一种具体可行的方案：所述的传播通道5与电路槽2相交并形成十字形交叉结构。
在本实施例中，所述的传播通道5设置为方形通道，传播通道5的一端与电路槽2连通，另一端为信号输入端口。射频信号从传播通道5的输入端口进入并传播至电路槽2侧，通过微带电路片4实现信号的转换。
在本实施例中，所述的电路槽2也设置为方槽。
微带电路片4直接设置在电路槽2内，其结构可采用多种方式而并不唯一确定，为了方便微带电路片4与电路槽2的稳定配合，此处提出一种微带电路片4的可行结构，具体如下：所述的微带电路片4为方形，微带电路片4包括介质基片，介质基片上设置有微带探针电路。
在选择微带电路片4与电路槽2的稳定配合方式时，举出如下一种具体可行的方案：所述的微带电路片4通过导电胶连接固定至电路槽2内。
微带电路片4上的微带探针电路的目的为实现波导信号到微带信号的转换，微带探针电路的其中一种可用结构为：所述的微带探针电路包括匹配枝节，匹配枝节电连接耦合金属片和接地结构。
优选的，本实施例中的接地结构设置为接地孔。
本实施例中所述的介质基片为复合介质基片。
优选的，介质基片采用Rogers 5880基片。
对盖板3的结构进行优化，举出如下具体可行的方案：所述的盖板3上设置有导电结构并与微带电路片4配合形成波导短路面。
优选的，所述的盖板3为方形，盖板3的内侧面贴合波导腔体1设置，则导电结构为设置在盖板3内侧面的导电贴片。
盖板3的结构还可提供屏蔽保护，举出如下具体可行的方案：所述的盖板3上设置有屏蔽结构，盖板3与微带电路片4配合形成微带电路片4的保护屏蔽。
由于盖板3的内侧面设置有导电贴片，在安装好盖板3之后，盖板3在波导腔体1的一侧处形成屏蔽，可避免外部的干扰信号影响来自传播通道5的射频信号。
以上即为本发明列举的实施方式，但本发明不局限于上述可选的实施方式，本领域技术人员可根据上述方式相互任意组合得到其他多种实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的实施方式。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。
Claims (8)
1.一体化波导微带探针过渡结构，其特征在于：包括波导腔体(1)，波导腔体(1)上设置有用于安装微带电路的电路槽(2)，以及与电路槽(2)连通且用于信号传播的传播通道(5)，电流槽内设置有微带电路片(4)，微带电路片(4)的探针位于传播通道(5)内；波导腔体(1)上还设置有用于覆盖电路槽(2)和微带电路片(4)的盖板(3)。
2.根据权利要求1所述的一体化波导微带探针过渡结构，其特征在于：所述的传播通道(5)与电路槽(2)相交并形成十字形交叉结构。
3.根据权利要求1所述的一体化波导微带探针过渡结构，其特征在于：所述的微带电路片(4)为方形，微带电路片(4)包括介质基片，介质基片上设置有微带探针电路。
4.根据权利要求3所述的一体化波导微带探针过渡结构，其特征在于：所述的微带探针电路包括匹配枝节，匹配枝节电连接耦合金属片和接地结构。
5.根据权利要求3所述的一体化波导微带探针过渡结构，其特征在于：所述的介质基片为复合介质基片。
6.根据权利要求3所述的一体化波导微带探针过渡结构，其特征在于：所述的微带电路片(4)通过导电胶连接固定至电路槽(2)内。
7.根据权利要求1所述的一体化波导微带探针过渡结构，其特征在于：所述的盖板(3)上设置有屏蔽结构，盖板(3)与微带电路片(4)配合形成微带电路片(4)的保护屏蔽。
8.根据权利要求1所述的一体化波导微带探针过渡结构，其特征在于：所述的盖板(3)上设置有导电结构并与微带电路片(4)配合形成波导短路面。
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