CN1949589B - 半模基片集成波导环形电桥 - Google Patents

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Abstract

半模基片集成波导环形电桥涉及一种毫米波与微波器件，尤其涉及一种半模基片集成波导(HMSIW)环形电桥，该环形电桥是在介质基片(1)的两面分别设有正面金属贴片与背面金属贴片组成的，在介质基片(1)的正面设有1个由正面金属贴片构成的环形半模基片集成波导(4)，第一端口(41)、第二端口(42)、第三端口(43)、第四端口(44)并联在环形半模基片集成波导(4)上，将整个环分成四段，在正面金属贴片与背面金属贴片之间通过介质基片(1)设有金属化通孔(3)。环形半模基片集成波导(4)的全长为工作频率对应的导波波长的1.5+2*n倍，其中n为非负整数。该环形电桥尺寸小、损耗低、成本低、易集成、性能好。

Description

半模基片集成波导环形电桥
技术领域
本发明涉及一种毫米波与微波器件，尤其涉及一种半模基片集成波导(HMSIW)环形电桥。
背景技术
在现有的毫米波与微波无源器件中，能实现180度相位差输出的电桥结构通常有两种形式：E面波导形式和微带线环形电桥形式。前者虽然性能较好，但加工难度大、成本高；后者在高频率条件下，辐射损耗大。借助近年来新出现的基片集成波导(SIW)技术设计的环形电桥虽然减小了辐射损耗，但由于基片集成波导(SIW)本身是一种波导结构，考虑到波导本身的截止特性，其宽度须满足一定的要求，因此设计出的基片集成波导(SIW)环形电桥在尺寸上难以令人满意。所以在基片集成波导(SIW)环形电桥的基础之上做出进一步改进，设计出具有尺寸更小、损耗更低、性能更好的环形电桥，具有重要现实意义。
发明内容
技术问题：本发明的目的是提供一种尺寸小、损耗低、成本低、易集成、性能好的半模基片集成波导(HMSIW)环形电桥。
技术方案：本发明的半模基片集成波导环形电桥涉及毫米波与微波器件的半模基片集成波导环形电桥，包括设有金属贴片的介质基片，在介质基片上设有1个环形半模基片集成波导，环的周长为工作频率对应的导波波长的1.5+2*n倍，其中n为非负整数；环形半模基片集成波导的内侧为一圈由金属通孔构成的环形侧壁，环形半模基片集成波导的外侧为环形的开口面。第一端口、第二端口、第三端口、第四端口并联在环形半模基片集成波导上，将整个环分成四段。若信号由第一端口输入，则第三端口无输出，而第二端口和第四端口有等幅、同相的信号输出，即第一端口、第三端口彼此隔离，第二端口和第四端口等功率输出。信号由第三端口输入，则第一端口无输出，而第二端口和第四端口有等幅、反相的信号输出。上述金属化通孔是在介质基片上开设通孔，在通孔内壁上设置金属套并将金属套与覆于介质基片双侧的金属贴片连接起来。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1.低损耗；由于该半模基片集成波导(HMSIW)结构中的上、下金属敷层和中间的金属化通孔，从基片集成波导技术演化而来，保留了基片集成波导固有的低损耗特性，同时由于该半模基片集成波导的宽高比相对基片集成波导(SIW)更小，因此电磁波在传播过程因介质的非理想性而产生的损耗更小，因而具有更佳的低损耗特性。
2.低成本；由于该半模基片集成波导(HMSIW)结构仅由单层介质板外加上、下两层金属敷层和中间的金属化通孔构成，所以可以采用目前非常成熟的单层印刷电路板(PCB)生产工艺来生产，成本十分低廉。
3.加工难度低，易于大规模生产；传统的矩形金属波导对加工精度要求非常高，加工难度大，故不可能大规模生产.而该半模基片集成波导(HMSIW)结构采用单层印刷电路板(PCB)生产工艺就可能达到要求的精度并有满意的性能，所以能够大规模生产，加工难度也较低.
4.尺寸小，易于集成；由于该半模基片集成波导(HMSIW)结构采用单层印刷电路板(PCB)工艺生产，所以可以作为印刷电路板的一部分被集成到大规模电路中去，避免了很多设计上的麻烦。
5.器件上、下表面均有金属覆盖，抗干扰能力强。
6.环形电桥的输出相位稳定度好。
附图说明
图1是本发明的结构主视图。其中有：介质基片1、安装用金属化通孔2、金属化通孔3、半模基片集成波导4、第一端口41、第二端口42、第三端口43、第四端口44、开口面45。
具体实施方式
本发明涉及毫米波与微波器件的半模基片集成波导环形电桥，该环形电桥是在介质基片1的两面分别设有正面金属贴片与背面金属贴片组成的，在介质基片1的正面设有1个由正面金属贴片构成的环形半模基片集成波导4，第一端口41、第二端口42、第三端口43、第四端口44并联在环形半模基片集成波导4上，将整个环分成四段，在正面金属贴片与背面金属贴片之间通过介质基片1设有金属化通孔3。环形半模基片集成波导4的全长为工作频率对应的导波波长的1.5+2*n倍，其中n为非负整数。环形半模基片集成波导的内侧为一圈由金属通孔3构成的环形侧壁。金属化通孔的直径为0.4毫米，相邻金属化通孔中心之间的间距为0.8毫米；金属化通孔3中心与开口面45之间的距离为9.50毫米。若信号由第一端口输入，则第三端口43无输出，而第二端口42和第四端口44有等幅、同相的信号输出，即第一端口、第三端口43彼此隔离，第二端口42、v等功率输出。信号由第三端口43输入，则第一端口无输出，而第二端口42和第四端口44有等幅、反相的信号输出。上述所有类型的金属化通孔是在介质基片上开设通孔，在通孔内壁上设置金属套并将金属套与覆于介质基片双侧的金属贴片连接起来。

Claims (2)

1.一种半模基片集成波导环形电桥，其特征在于该环形电桥是在介质基片(1)的两面分别设有正面金属贴片与背面金属贴片组成的，在介质基片(1)的正面设有1个由正面金属贴片构成的环形半模基片集成波导(4)，第一端口(41)、第二端口(42)、第三端口(43)、第四端口(44)并联在环形半模基片集成波导(4)上，将整个环分成四段，在环形半模基片集成波导的内侧，在正面金属贴片与背面金属贴片之间通过介质基片(1)设有一圈金属化通孔(3)，形成环形侧壁。
2.根据权利要求1所述的半模基片集成波导环形电桥，其特征在于环形半模基片集成波导(4)的全长为工作频率对应的导波波长的1.5+2*n倍，其中n为非负整数。
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闫润卿，李英惠.微波技术基础（第二版） 2.北京理工大学出版社,2002,307.
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