CN112397865B - 一种实现3mm波导端口气密的微带探针过渡结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及毫米波电路领域，公开了一种3mm频段的气密型波导‑微带探针过渡结构，该结构包括金属盖体和石英基板，金属盖体和石英基板焊接后作为一个整体与波导端口焊接；石英基板的一侧设有金属盖体焊接的图案，另一侧设有波导端口焊接的图案，两侧焊接图案间通过金属化实心塞孔连通；石英基板上还设有探针图案，探针图案位于石英基板背离波导端口的一侧，金属围框上设有两个凹槽结构，分别电磁场的能量反射凹槽和电磁场的高次模式抑制凹槽。本发明利用自身的焊接特性阻断了空气进入组件内部的传输路径，空气将受到石英基板的阻挡无法到达组件内部，并且本发明可以在80‑100GHz的带宽范围内，实现插入损耗≤0.8dB，端口驻波≤2dB的过渡特性。
Description
技术领域
本发明涉及毫米波电路领域，尤其涉及到一种3mm频段(80GHz-100GHz)的气密型波导-微带探针过渡结构。
背景技术
3mm组件的对外通用接口为标准波导端口，内部电路为便于芯片集成的微带电路，两种结构不同，因此需要波导到微带的一种转换结构，目前实现该功能的结构主要有以下两种形式，均无法做到实现组件内部的气体密封：
1.波导-微带探针过渡结构
该结构是利用微带探针对波导内能量进行耦合传递，根据探针在波导中位置的不同，又分为E面探针耦合和H面探针耦合，H面探针耦合是指探针所在平面与波导内电磁波传播方向垂直，而E面探针耦合是指探针所在平面与波导内电磁波传播方向平行。如图1、图2所示，可以看出不管那种探针耦合形式，都存在明显的空气流通路径，无法阻挡外部空气进入组件内部。
2.波导-鳍线-微带过渡结构
波导-鳍线-微带过渡结构是在介质衬底两侧制作曲线型渐变图案，逐渐将波导电场转变成微带的准TEM传输模式。介质衬底顺着电磁场传输方向安装在波导端口的正中心。如图3所示，可以看出，该结构依然存在明显的空气流通路径，无法阻挡外部空气进入组件内部。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供了一种可实现3mm波导端口气密的微带探针过渡结构，避免组件内芯片受空气中的尘埃、水汽等不利因素的影响，提高组件的使用寿命。
本发明采用的技术方案如下：一种实现3mm波导端口气密的微带探针过渡结构，包括：金属盖体和石英基板，所述金属盖体与所述石英基板焊接后作为一个整体与波导端口焊接；
所述石英基板上设有探针图案，所述探针图案位于石英基板上背离波导端口的一侧。
进一步的，所述石英基板的面积大于波导端口的面积。
进一步的，所述石英基板的一侧设计有金属盖体的焊接图案，另一侧设计有波导端口焊接的图案。
进一步的，所述石英基板上还开有金属化实心塞孔，石英基板两侧的焊接图案通过所述金属化实心塞孔连通。
进一步的，所述金属盖体上设有电磁场的能量反射凹槽和电磁场的高次模式抑制凹槽。
进一步的，所述电磁场的能量反射凹槽外形与波导端口尺寸相同。
与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：
1、本发明利用自身的焊接特性阻断了空气进入组件内部的传输路径，空气将受到石英基板的阻挡无法到达组件内部。
2、本发明在80-100GHz的带宽范围内，可以实现插入损耗≤0.8dB，端口驻波≤2dB的过渡特性。
附图说明
图1为H面探针结构示意图。
图2为E面探针结构示意图。
图3为波导-鳍线-微带过渡结构示意图。
图4为本发明的波导端口安装示意图。
图5为本发明结构示意图。
图6本发明所用金属盖体结构示意图。
图7为本发明所用金属盖体结构展示图。
图8为本发明使用石英基板展示图。
图9为本发明得到的插入损耗特性仿真结果。
图10为本发明得到的端口驻波特性仿真结果。
附图标记：1-金属盖体，2-石英基板，10-电磁场的能量反射凹槽，11-电磁场的高次模式抑制凹槽，20-探针图案，21-金属盖体的焊接图案，22-金属化实心塞孔，23-波导端口的焊接图案。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
本发明实施例提供一种实现3mm波导端口气密的微带探针过渡结构，用于解决现有技术中无法实现组件内部气密的问题。本实施例的过渡结构主要包括金属盖体和石英基板，金属盖体和石英基板焊接后作为一个整体与波导端口焊接。
如图5所示，从上到下依次为金属盖体和石英基板，金属盖体焊接在石英基板的上表面，石英基板的下表面用于焊接波导端口。
如图6、图7所示，金属盖体上开设有电磁场的能量反射凹槽和电磁场的高次模式抑制凹槽。
优选地，电磁场的能量反射凹槽外形与波导端口尺寸相同。
如图8所示，石英基板上设置有探针图案、金属盖体焊接的图案、金属化实心塞孔和波导端口焊接的图案。在本实施例中，探针图案位于石英基板上背离波导端口的一侧。本实施例中的石英基板面积大于波导端口面积，石英基板一侧设计金属盖体焊接的图案，另一侧设计波导端口焊接的图案，两侧焊接图案间通过金属化实心塞孔连通。
本发明建立三维电磁场仿真模型，通过仿真结果可以看到该过渡结构可以在80-100GHz的带宽范围内，实现插入损耗≤0.8dB，端口驻波≤2dB的过渡特性，仿真结果见图9和图10。
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。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。
Claims (3)
1.一种实现3mm波导端口气密的微带探针过渡结构，其特征在于，包括：金属盖体和石英基板，所述金属盖体与所述石英基板焊接后作为一个整体与波导端口焊接；
所述石英基板上设有探针图案，所述探针图案位于石英基板上背离波导端口的一侧；
所述金属盖体上设有电磁场的能量反射凹槽和电磁场的高次模式抑制凹槽；
所述石英基板的一侧设计有金属盖体的焊接图案，另一侧设计有波导端口焊接的图案；所述石英基板上还开有金属化实心塞孔，石英基板两侧的焊接图案通过所述金属化实心塞孔连通。
2.根据权利要求1所述的一种实现3mm波导端口气密的微带探针过渡结构，其特征在于，所述石英基板的面积大于波导端口的面积。
3.根据权利要求1所述的一种实现3mm波导端口气密的微带探针过渡结构，其特征在于，所述电磁场的能量反射凹槽外形与波导端口尺寸相同。
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