CN114156658B - 宽带传输线 - Google Patents

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CN114156658B CN202111418546.5A CN202111418546A CN114156658B CN 114156658 B CN114156658 B CN 114156658B CN 202111418546 A CN202111418546 A CN 202111418546A CN 114156658 B CN114156658 B CN 114156658B
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Abstract

本申请提供一种宽带传输线，包括：矩形波导主体和双缝隙结构组件；所述双缝隙结构组件设置在矩形波导主体的目标点处以在该目标点位于所述矩形波导主体的长度方向上的两侧分别开设有缝隙；其中，所述目标点为所述矩形波导主体的高次模式电流幅度值最大且主模式电流幅度值最小的位置。本申请能够有效抑制宽带传输线的高次模式并能够拓宽主模式带宽，能够有效降低宽带传输线的损耗且能够降低宽带传输线的加工难度及成本。

Description

宽带传输线
技术领域
本申请涉及通信设备技术领域，尤其涉及一种宽带传输线。
背景技术
随着5G通信系统的快速发展，目前Sub-6GHz频段已经商用，毫米波频段到太赫兹频段具有非常大的发展潜力。传输线作为微波电路的前端系统，是一切微波射频电路的基础，其性能极大地影响传输系统。矩形波导是由矩形截面的金属材料组成，内壁为空气介质的一种常用传输线系统。然而，矩形波导传播的TE10主模受到工作频段的限制，因此需要拓宽矩形波导的主模式TE10的带宽。
目前，能够实现拓宽矩形波导主模带宽的方法一般是采用脊波导(分为单脊波导和双脊波导)的方式。脊波导可以看作是把矩形波导的宽边壁弯折而成，其场分布在脊棱附近受到扰动。然而，虽然脊波导在一定程度上拓宽了主模带宽，但是脊波导仍然存在一些问题：(1)高频尺寸小，难以加工，成本高。对于金属类波导传输线，其尺寸是和频率相关的，即当频率增加到高频及太赫兹频段时候，脊波导的尺寸会非常小，非常难以加工；(2)脊波导由于其特殊的结构(波导中加入脊结构)不易与平面类传输线进行集成。
发明内容
鉴于此，本申请实施例提供了一种宽带传输线，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷。
本申请的一个方面提供了一种宽带传输线，包括矩形波导主体，还包括：双缝隙结构组件；
所述双缝隙结构组件设置在矩形波导主体的目标点处以在该目标点位于所述矩形波导主体的长度方向上的两侧分别开设有缝隙；
其中，所述目标点为所述矩形波导主体的高次模式电流幅度值最大且主模式电流幅度值最小的位置。
在本申请的一些实施例中，所述双缝隙结构组件包括：共面波导传输线盖板；
所述矩形波导主体的所述目标点处开设有目标腔体，所述共面波导传输线盖板覆盖所述目标腔体以使所述共面波导传输线盖板在所述矩形波导主体的长度方向上的两侧分别与所述矩形波导主体之间形成缝隙。
在本申请的一些实施例中，所述共面波导传输线盖板包括：设有容纳腔的金属覆盖件以及设置在所述容纳腔内的波导导体件；
所述波导导体件的两端与所述金属覆盖件连接，且所述波导导体件的长度方向与所述矩形波导主体的长度方向相同。
在本申请的一些实施例中，所述金属覆盖件包括：金属支撑件、覆铜金属地板和介质基板；
所述金属支撑件包括矩形底座和环设在该矩形底座边缘的侧壁；
所述覆铜金属地板贴设在所述金属支撑件的侧壁内，所述介质基板环设在所述覆铜金属地板的远离所述矩形底座的一端；
所述波导导体件的两端与所述覆铜金属地板连接。
在本申请的一些实施例中，所述波导导体件包括：沿所述矩形波导主体的长度方向设置的矩形波导空气腔体和中心导体带；
所述中心导体带的两端分别连接所述覆铜金属地板。
在本申请的一些实施例中，所述双缝隙结构组件还包括：设置在所述目标腔体内的转换件；
所述转换件与所述中心导体带连接以将所述中心导体带连接至所述矩形波导主体内的目标波导的两端接口。
在本申请的一些实施例中，所述转换件包括：分别设置在所述中心导体带两端的切比雪夫阶梯型阻抗匹配块以及分别设置在所述目标腔体的顶端两侧的金属盖板；
每个切比雪夫阶梯型阻抗匹配块分别连接至所述矩形波导主体内的目标波导，且所述切比雪夫阶梯型阻抗匹配块的底部贴设在所述矩形波导主体的内底板上；
两个所述金属盖板与所述共面波导传输线盖板之间分别形成有缝隙；
所述目标波导的两端接口分别设有端口以使所述中心导体带的两端分别一对一连接至两个所述端口。
在本申请的一些实施例中，所述切比雪夫阶梯型阻抗匹配块为多层阶梯式结构件。
在本申请的一些实施例中，介质基板的材料为低损耗正切角材料。
在本申请的一些实施例中，所述低损耗正切角材料包括：高阻硅基材料和/或罗杰斯板材。
本申请的宽带传输线，通过设置双缝隙结构组件，且所述双缝隙结构组件设置在矩形波导主体的目标点处以在该目标点位于所述矩形波导主体的长度方向上的两侧分别开设有缝隙；其中，所述目标点为所述矩形波导主体的高次模式电流幅度值最大且主模式电流幅度值最小的位置，使得本申请提供的宽带传输线能够有效抑制宽带传输线的高次模式TE20并能够拓宽主模式TE10带宽，能够有效降低宽带传输线的损耗且能够降低宽带传输线的加工难度及成本，便于集成。
本申请的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本申请的实践而获知。本申请的目的和其它优点可以通过在说明书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。
本领域技术人员将会理解的是，能够用本申请实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本申请能够实现的上述和其他目的。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本申请的限定。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本申请的原理。为了便于示出和描述本申请的一些部分，附图中对应部分可能被放大，即，相对于依据本申请实际制造的示例性装置中的其它部件可能变得更大。在附图中：
图1为本申请一实施例中的宽带传输线的简要结构示意图。
图2为本申请另一实施例中的宽带传输线中共面波导传输线盖板的结构示意图。
图3为本申请另一实施例中的宽带传输线中共面波导传输线盖板的截面图。
图4为本申请另一实施例中的宽带传输线的整体结构示意图。
图5为本申请另一实施例中的宽带传输线的整体结构俯视图。
图6为本申请应用实例提供的宽带传输线的S11参数仿真结果示意图。
图7为本申请应用实例提供的宽带传输线的S21参数仿真结果示意图。
图8为本申请应用实例提供的宽带传输线在70GHz的电场分布图。
图9为本申请应用实例提供的宽带传输线在90GHz的电场分布图。
图10为本申请应用实例提供的宽带传输线在120GHz的电场分布图。
图11为本申请应用实例提供的宽带传输线在130GHz的电场分布图。
图12为本申请应用实例提供的宽带传输线的主模式TE10的归一化电流分布图。
图13为本申请应用实例提供的宽带传输线的高次模式TE20的归一化电流分布图。
图中：
01：矩形波导主体；
02：双缝隙结构组件；
03：目标点；
04：缝隙；
05：共面波导传输线盖板；
06：目标腔体；
1：覆铜金属地板；
2：中心导体带；
3：介质基板；
4：金属支撑件；
5：矩形波导空气腔体；
6：切比雪夫阶梯型阻抗匹配块；
7：金属盖板；
8：端口；
9：目标波导。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本申请做进一步详细说明。在此，本申请的示意性实施方式及其说明用于解释本申请，但并不作为对本申请的限定。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本申请，在附图中仅仅示出了与根据本申请的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本申请关系不大的其他细节。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。
在此，还需要说明的是，如果没有特殊说明，术语“连接”在本文不仅可以指直接连接，也可以表示存在中间物的间接连接。
在下文中，将参考附图描述本申请的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。
矩形波导是由矩形截面的金属材料组成，内壁为空气介质的一种常用传输线系统。矩形波导凭借其高功率容量，低损耗等优点被广泛应用到毫米波及太赫兹的传输系统中。然而，矩形波导传播的TE10主模受到工作频段的限制。在良好的传输线系统中，在同一个频段中只允许单个模式传输，不允许高次模式存在，原因如下：
(1)对于矩形波导，其群速度与传播的模数m和n有关，如果在传输中存在高次模式，传输线中会存在不同的群速度，造成色散严重到导致信号的畸变。
(2)高次模式是一种倏逝波，其衰减与模式模数相关，高次模式的传播衰减大。对于矩形波导，其低频时具有截止频率fc，即在频率低于fc时无法传播，在高频时具有TE20和TE01等高次模式的限制，矩形波导的主模带宽大约为40％。根据矩形波导中的传播特性得知，各个模式的截止频率为下述公式(1)，截止波长为公式(2)。
Figure BDA0003375942750000051
Figure BDA0003375942750000052
其中，a为矩形波导的长边，b为矩形波导的短边，m和n分别代表TE波沿x方向和y方向分布的半波个数。
为了方便对比，对于给定尺寸a和b(a>2b)的矩形波导，取不同的m和n，即计算出各模式的截止波长(λc)mn之值。使用公式(1)-(2)计算得出，对于矩形波导，TE20模式是最可能出现和有害的高次模式。综上，矩形波导的带宽问题限制了传输线的应用。
本申请的目的是为了解决现有矩形波导的不足，提供一种能够抑制高次模式TE20模式同时拓宽主模TE10带宽且具有低损耗和低成本的宽带传输线。
另外，虽然采用脊波导也能够拓宽矩形波导主模带宽，但高频尺寸小，难以加工，成本高。对于金属类波导传输线，其尺寸是和频率相关的，即当频率增加到高频及太赫兹频段时候，脊波导的尺寸会非常小，非常难以加工。脊波导由于其特殊的结构(波导中加入脊结构)不易与平面类传输线进行集成。
基于此，为了解决现有技术无法同时拓宽宽带传输线的主模式带宽且降低加工难度的问题，本申请实施例提供一种宽带传输线，参见图1至图5，所述宽带传输线包括矩形波导主体01和双缝隙结构组件02；所述双缝隙结构组件02设置在矩形波导主体01的目标点03处以在该目标点03位于所述矩形波导主体01的长度方向上的两侧分别开设有缝隙04；其中，所述目标点03为所述矩形波导主体01的高次模式电流幅度值最大且主模式电流幅度值最小的位置。
在一种举例中，当目标波导9中存在电磁场时，由于磁场感应，波导壁上会产生感应电流，也称为管壁电流。管壁电流由磁场产生，所以它的分布取决于传播波形的磁场分布，分布于波导壁上的管壁电流密度Js为公式(3)所示。
Js＝en×H (3)
其中，en为管壁面的外法线方向单位矢量，H为管壁内侧面上的磁场强度；根据公式(3)和矩形波导中场分布公式，可以计算出矩形波导中传播的TE10模式和TE20模式沿着xoy四个截面的归一化电流强度，如图12和图13所示。当在x＝a/2时，TE20模式电流幅度值最大，TE10模式电流幅度值最小，所以，在x＝a/2处两侧开双缝隙增加扰动，能够抑制TE20模式的传播，进而能够拓宽主模TE10带宽。综上，新型的宽带传输线设计是通过在矩形波导中心两侧开双缝隙抑制TE20的电流强度进而抑制TE20模式。
从上述描述可知，本申请实施例提供的宽带传输线，能够有效抑制宽带传输线的高次模式并能够拓宽主模式带宽，能够有效降低宽带传输线的损耗且能够降低宽带传输线的加工难度及成本。
在宽带传输线的一个实施例中，所述双缝隙结构组件02包括：共面波导传输线盖板05；所述矩形波导主体01的所述目标点03处开设有目标腔体06，所述共面波导传输线盖板05覆盖所述目标腔体06以使所述共面波导传输线盖板05在所述矩形波导主体01的长度方向上的两侧分别与所述矩形波导主体01之间形成缝隙04。
从上述描述可知，本申请实施例提供的宽带传输线，能够有效防止漏波，防止辐射泄露，进一步提高宽带传输线的应用可靠性及安全性；同时通过整体开设目标腔体能够进一步提高加工便捷性，进而能够进一步提高宽带传输线的加工效率并降低加工成本。
在宽带传输线的一个实施例中，所述共面波导传输线盖板05包括：设有容纳腔的金属覆盖件以及设置在所述容纳腔内的波导导体件；所述波导导体件的两端与所述金属覆盖件连接，且所述波导导体件的长度方向与所述矩形波导主体01的长度方向相同。
从上述描述可知，本申请实施例提供的宽带传输线，能够提高共面波导传输线盖板的加工便捷性及应用可靠性，进而能够进一步提高宽带传输线的加工便捷性及应用可靠性。
在宽带传输线的一个实施例中，所述金属覆盖件包括：金属支撑件4、覆铜金属地板1和介质基板3；所述金属支撑件4包括矩形底座和环设在该矩形底座边缘的侧壁；所述覆铜金属地板1贴设在所述金属支撑件4的侧壁内，所述介质基板3环设在所述覆铜金属地板1的远离所述矩形底座的一端；所述波导导体件的两端与所述覆铜金属地板1连接。
从上述描述可知，本申请实施例提供的宽带传输线，为了防止双缝隙辐射，上面增加了低介质损耗正切角且价格低廉的介质基板3盖在上面，增加盖板以防止辐射漏波。能够提高金属覆盖件的加工便捷性及应用可靠性，进而能够进一步提高共面波导传输线盖板的加工便捷性及应用可靠性。
在宽带传输线的一个实施例中，所述波导导体件包括：沿所述矩形波导主体01的长度方向设置的矩形波导空气腔体5和中心导体带2；所述中心导体带2的两端分别连接所述覆铜金属地板1。
从上述描述可知，本申请实施例提供的宽带传输线，能够提高波导导体件的加工便捷性及应用可靠性，进而能够进一步提高共面波导传输线盖板的加工便捷性及应用可靠性。
在宽带传输线的一个实施例中，所述双缝隙结构组件02还包括：设置在所述目标腔体06内的转换件；所述转换件与所述中心导体带2连接以将所述中心导体带2连接至所述矩形波导主体01内的目标波导9的两端接口。
其中的目标波导9具体可以为WR-10标准矩形波导。
从上述描述可知，本申请实施例提供的宽带传输线，通过设置与设计了与共面波导传输线盖板结构相匹配的转换结构，能够有效提高针对宽带传输线进行电气测量等便捷性，并能够进一步提高宽带传输线集成加工的便捷性。
在宽带传输线的一个实施例中，所述转换件包括：分别设置在所述中心导体带2两端的切比雪夫阶梯型阻抗匹配块6以及分别设置在所述目标腔体06的顶端两侧的金属盖板7；每个切比雪夫阶梯型阻抗匹配块6分别连接至所述矩形波导主体01内的目标波导9，且所述切比雪夫阶梯型阻抗匹配块6的底部贴设在所述矩形波导主体01的内底板上；两个所述金属盖板7与所述共面波导传输线盖板05之间分别形成有缝隙04；所述目标波导9的两端接口分别设有端口8以使所述中心导体带2的两端分别一对一连接至两个所述端口8。
从上述描述可知，本申请实施例提供的宽带传输线，能够有效提高转换件的应用可靠性及加工便捷性，进而能够进一步提高共面波导传输线盖板的加工便捷性及应用可靠性。
在宽带传输线的一个实施例中，所述切比雪夫阶梯型阻抗匹配块6为多层阶梯式结构件。
从上述描述可知，本申请实施例提供的宽带传输线，能够使得共面波导传输线盖板逐渐渐变到目标波导的端口，进而能够进一步提高针对宽带传输线进行电气测量等便捷性，并能够进一步提高宽带传输线集成加工的便捷性。
在宽带传输线的一个实施例中，所述介质基板的材料3为低损耗正切角材料。
从上述描述可知，本申请实施例提供的宽带传输线，能够有效防止漏波，防止辐射泄露，进一步提高宽带传输线的应用可靠性及安全性。
在宽带传输线的一个实施例中，所述低损耗正切角的材质包括：高阻硅基材料和/或罗杰斯板材。
从上述描述可知，本申请实施例提供的宽带传输线，能够进一步防止漏波，防止辐射泄露，进一步提高宽带传输线的应用可靠性及安全性。
具体来说，所述宽带传输线包括有：倒放的共面波导传输线盖板05、矩形波导空气腔体5、切比雪夫阶梯阻抗匹配块6和目标波导9、金属支撑件4及金属盖板7；其中的目标波导9具体可以为WR-10标准矩形波导。所述矩形波导主体01的所述目标点03处开设有目标腔体06，所述共面波导传输线盖板05覆盖所述目标腔体06以使所述共面波导传输线盖板05在所述矩形波导主体01的长度方向上的两侧分别与所述矩形波导主体01之间形成缝隙04。
所述目标点03上方堆设着倒放的低损耗正切角的材质的共面波导传输线盖板05。
倒放的共面波导传输线盖板05包括：金属支撑件4、覆铜金属地板1和介质基板3；还包括沿所述矩形波导主体01的长度方向设置的矩形波导空气腔体5和中心导体带2；中心导体带2是指信号线，所述覆铜金属地板1位于所述中心导体带2的两侧，下表面无金属覆铜；倒放的共面波导传输线盖板05选用低损耗正切角的材质，如高阻硅基材料，罗杰斯板材等。为了实现阻抗匹配，中心导体带2的两端分别有一段渐变结构，即中心导体带2(信号线)沿z轴向外延伸逐渐与共面波导的覆铜金属地板1连接。
所述金属支撑件4的中心是切割的矩形波导空气腔体5，用于传播能量；为了防止漏波，选取低损耗正切角材质的共面波导传输线盖板05两侧的覆铜金属地板1是紧紧贴在金属支撑件4的上表面金属。
所述WR-10标准矩形波导的端口8、切比雪夫三阶梯阻抗匹配块6和金属盖板7属于宽带传输线的转换件。所述切比雪夫三阶梯阻抗匹配块6的底部紧紧贴着金属支撑件4。倒放的共面波导传输线盖板05中的中心导体带2从宽带传输线主体部分连接切比雪夫三阶梯阻抗匹配块6，逐渐渐变到标准WR-10标准矩形波导的端口8，其目的是为了实现阻抗匹配和场型匹配，便于加工和测试。所述转换件为back-to-back形式(左右两侧为中心对称)，分别连接在宽带传输线的矩形波导主体01部分的两侧进行中心对称，负责宽带传输线的电气测量；宽带传输线采用back-to-back、双端口激励的形式，在WR-10标准矩形波导的两端接口处分别设置一个端口8，分别为第一端口、第二端口；转换件的金属盖板7用于盖住整体金属支撑件4。
如上所述的宽带传输线具有宽带的特性，能够拓宽矩形波导主模TE10的带宽抑制高次模式TE20，所述TE10模式具有色散低、损耗小、功率容量高的特性，并且传输线介质为空气，满足传输线在损耗低的需求。
如图12和图13所示。当在x＝a/2时，TE20模式电流幅度值最大，TE10模式电流幅度值最小，所以，在x＝a/2处两侧开双缝隙增加扰动，能够抑制TE20模式的传播，进而能够拓宽主模TE10带宽。综上，新型的宽带传输线设计是通过在矩形波导中心两侧开双缝隙抑制TE20的电流强度进而抑制TE20模式。
基于此，为了解决现有技术无法同时拓宽宽带传输线的主模式带宽且降低加工难度的问题，本申请实施例还提供前述宽带传输线的加工方法，该宽带传输线的加工方法具体包含有如下内容：
S1：根据矩形波导主体01的长度确定目标点03，其中，所述目标点03为所述矩形波导主体01的高次模式电流幅度值最大且主模式电流幅度值最小的位置；
S2：在所述目标点03位于所述矩形波导主体01的长度方向上的两侧分别开设缝隙04以形成如前述实施例提及的宽带传输线。
从上述描述可知，本申请实施例提供的宽带传输线的加工方法，能够解决矩形波导高次模式带宽限制的问题，加工得到的宽带传输线仍然具有低损耗的优点，同时能够有效降低宽带传输线的损耗且能够降低宽带传输线的加工难度及成本。
为了进一步说明本方案，本申请应用实例提供一种适用于微波毫米波的无源电子器件，尤其涉及一种具有低损耗的宽带传输线。提出一种拓宽矩形波导主模带宽的传输线，相对于传统矩形波导，拓宽主模带宽，具有低损耗的优点。
本申请应用实例的目的是为了解决现有矩形波导的不足，提供一种能够抑制高次模式TE20模式同时拓宽主模TE10带宽，具有低损耗和低成本的宽带传输线。针对现有技术存在的问题，本申请提出了一种解决矩形波导高次模式带宽限制的问题，并且传输线仍然具有低损耗的优点，并且设计了与传输线结构相之匹配的转换结构，便于测试和集成。
本申请应用实例提供的宽带传输线，具有带宽大和损耗小的优势，传输性能好；本本申请应用实例通过对传统矩形波导顶端开缝隙，实现对矩形波导高次模式TE20模式的抑制，进而拓宽了主模TE10模式的带宽。
具体说明如下：
在之前的研究中，大多数关于传输线的研究并没有关注到拓宽矩形波导主模TE10带宽的问题，而本申请应用实例提出的一种拓宽传统矩形波导带宽的传输线，是一项创新且具有挑战性的工作。在本申请应用实例的传输线结构中，通过对传统矩形波导顶端开缝隙能够抑制高次模式TE20，为了防止漏波，使用低损耗正切角的材质的共面波导传输线盖板05盖在矩形波导腔体上，实现对矩形波导高次模式TE20的抑制，进而拓宽了主模TE10的带宽。
参见图1至图5，宽带传输线包括：上层倒放的共面波导传输线盖板05(覆铜金属地板1、中心导体带2、介质基板3、金属支撑件4和矩形波导空气腔体5)；上层倒放的共面波导传输线盖板05紧紧贴在下层的矩形波导主体01的金属支撑结构。其中，矩形波导主体01的金属支撑结构可以与上层倒放的共面波导传输线盖板05的金属支撑件4采用同等材料及设置参数。
矩形波导主体01沿着z轴两端延伸加载了转换结构，此转换结构是back-to-back形式，沿着z轴中心对称；转换结构部分由切比雪夫阶梯阻抗匹配块6、用于覆盖矩形波导主体01的金属支撑结构的金属盖板7和WR-10标准矩形波导的端口8，分别为第一端口和第二端口。
本申请应用实例中介质基板3可以采用相对介电常数为10.2的罗杰斯6110材料，其损耗正切为0.0023，介质基板3的厚度为0.127mm，长为20.8mm，宽为10mm；构成共面波导传输线的中心导体带2的宽度为0.66mm，长度为20.8mm，高度为0.035mm，两侧的覆铜金属地板1距中心导体带2的宽度为0.295mm，宽度为4.375mm，长度为20.8mm，高度为0.035mm；共面波导两端渐变结构，即中心导体带2(信号线)沿z轴向外延伸逐渐与共面波导的覆铜金属地板1连接，延伸长度为5.2mm，厚度为0.035mm。在本申请应用实例中覆铜金属地板1的高度均为0.035mm；
共面波导传输线盖板05的主体部分中的矩形波导空气腔体5沿z轴长度为10mm，沿x轴宽度为2.54mm，沿y轴高度为0.5mm。
切比雪夫阶梯型阻抗匹配块6为三个阶梯的结构，从矩形波导主体01沿着z轴正方向延伸分别为第一阶梯块、第二阶梯块和第三阶梯块。第一阶梯块沿x轴宽度2.54mm，沿y轴高度0.77mm和沿z轴长度1.8mm；第二阶梯块沿x轴宽度2.54mm，沿y轴高度0.56mm和沿z轴长度0.7mm；第三阶梯块沿x轴宽度2.54mm，沿y轴高度0.2mm和沿z轴长度0.8mm。
整体的转换结构(转换件)中，金属支撑件4沿x轴宽度为10mm,沿y轴高度为3.8mm，沿z轴长度为60mm；金属盖板7用于盖住整体的金属支撑件4，金属盖板7沿x轴宽度为10mm,沿y轴高度为2.5mm，沿z轴长度为19.6mm。
转换件采用back-to-back、双端口激励的形式，在目标波导9(即WR-10标准矩形波导)的两端接口处分别设置一个端口8，分别为第一端口、第二端口，WR-10标准矩形波导口的尺寸为2.54mm×1.27mm。
图6和图7为宽带传输线结构加载了转换件的S参数仿真结果，在75～135GHz范围内，回波损耗|S11|优于10dB，且在相同频带上的插入损耗|S21|优于3.75dB，满足设计的要求。
图8至图11依次为宽带传输线在70GHz、90GHz、120GHz和130GHz的电场分布图，由此看出在WR-10标准矩形波导的馈电下，在70GHz和90GHz，传输模式为TE10；在120GHz和130GHz时，仍然传输TE10模式，满足传输线拓宽主模的需求。
基于此，本申请应用实例针对具有矩形波导传输线的传输系统，提出一种拓宽传统矩形波导传输线主模带宽的宽带传输线。通过在矩形波导宽壁上开两个对称的窄缝隙，能够拓宽主模TE10带宽，抑制高次模式TE20。上述盖板可以使用任意低损耗正切角的材料，如硅基材料，罗杰斯板材材料等。设计了与传输线匹配的转换结构设计，便于与电气测量设备匹配。
相比于传统矩形波导和脊波导方式，优势在于：拓宽了矩形波导的主模式TE10带宽，抑制了高次模式TE20带宽；加工价格低，便于集成。
本领域普通技术人员应该可以明白，结合本文中所公开的实施方式描述的各示例性的组成部分、系统和方法，能够以硬件、软件或者二者的结合来实现。具体究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本申请的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。
需要明确的是，本申请并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本申请的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本申请的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
本申请中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。
以上所述仅为本申请的优选实施例，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请实施例可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种宽带传输线，包括矩形波导主体，其特征在于，还包括：双缝隙结构组件；
所述双缝隙结构组件设置在矩形波导主体的目标点处以在该目标点位于所述矩形波导主体的长度方向上的两侧分别开设有缝隙；
其中，所述目标点为所述矩形波导主体的高次模式电流幅度值最大且主模式电流幅度值最小的位置；
所述双缝隙结构组件包括：共面波导传输线盖板；
所述矩形波导主体的所述目标点处开设有目标腔体，所述共面波导传输线盖板覆盖所述目标腔体以使所述共面波导传输线盖板在所述矩形波导主体的长度方向上的两侧分别与所述矩形波导主体之间形成缝隙；
所述共面波导传输线盖板包括：设有容纳腔的金属覆盖件以及设置在所述容纳腔内的波导导体件；
所述波导导体件的两端与设有覆铜金属地板的金属覆盖件连接，且所述波导导体件的长度方向与所述矩形波导主体的长度方向相同；
所述波导导体件包括：沿所述矩形波导主体的长度方向设置的矩形波导空气腔体和中心导体带；
所述中心导体带的两端分别连接所述覆铜金属地板；
所述双缝隙结构组件还包括：设置在所述目标腔体内的转换件；
所述转换件与所述中心导体带连接以将所述中心导体带连接至所述矩形波导主体内的目标波导的两端接口。
2.根据权利要求1所述的宽带传输线，其特征在于，所述金属覆盖件还包括：金属支撑件和介质基板；
所述金属支撑件包括矩形底座和环设在该矩形底座的边缘的侧壁；
所述覆铜金属地板贴设在所述金属支撑件的侧壁内，所述介质基板环设在所述覆铜金属地板的远离所述矩形底座的一端。
3.根据权利要求1所述的宽带传输线，其特征在于，所述转换件包括：分别设置在所述中心导体带两端的切比雪夫阶梯型阻抗匹配块以及分别设置在所述目标腔体的顶端两侧的金属盖板；
每个切比雪夫阶梯型阻抗匹配块分别连接至所述矩形波导主体内的目标波导，且所述切比雪夫阶梯型阻抗匹配块的底部贴设在所述矩形波导主体的内底板上；
两个所述金属盖板与所述共面波导传输线盖板之间分别形成有缝隙；
所述目标波导的两端接口分别设有端口以使所述中心导体带的两端分别一对一连接至两个所述端口。
4.根据权利要求3所述的宽带传输线，其特征在于，所述切比雪夫阶梯型阻抗匹配块为多层阶梯式结构件。
5.根据权利要求2所述的宽带传输线，其特征在于，介质基板的材料为低损耗正切角材料。
6.根据权利要求5所述的宽带传输线，其特征在于，所述低损耗正切角材料包括：高阻硅基材料和/或罗杰斯板材。
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