CN208478540U - 一种小型化微带线结构多枝节加载色散延迟线结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种小型化微带线结构多枝节加载色散延迟线结构，包括在介质基板一面的导体接地板、在介质基板另一面的主传输微带线和位于微带线同一侧的多枝节加载短截线。在所述接地板上含有与加载短截线一致数量的槽线，所述槽线的位置与所述短截线的位置相对应。通过对接地板上槽线进行弯折，且短截线位于主传输微带线一侧，实现本实用新型色散延迟线的小型化。通过加载相同尺寸短截线，实现延迟时间随着加载短截线数量线性增加。本实用新型尺寸小巧，结构简单，性能良好，在特定的频率范围内具有较好的延迟特性。
Description
技术领域
本实用新型涉及延迟线设计领域，特别是一种小型化微带线结构多枝节加载色散延迟线结构。
背景技术
延迟线是用于将电信号延迟一段时间的元件或器件。延迟线应在通带内有平坦的幅频特性和一定的相移特性(或延时频率特性)，要有适当的匹配阻抗，衰减要小。群延迟工程广泛应用于相控阵元件、模拟信号处理和群延迟均衡。常用的延迟线有静磁波（MSW）色散延迟线和声表面波（SAW）色散延迟线。
静磁波（MSW）色散延迟线，利用在亚铁磁性准静态模式固有的分散膜，可以经由层、带状线以及边界结构参数来控制。由于静磁模式的准静态性质，MSW波长比在电磁模式下耍小很多，这使设备非常紧凑。但是，MSW延迟线主要用于上世纪80年代，由于需要偏置磁场，因此现在己很少使用。
声表面波（SAW）色散延迟线，由分布到介质基板上的电极决定色散特性，其具比MSW色散延迟线更长的延迟时间，声波长比在电磁模式下更小。SAW器件大量使用在微波行业，但由于材料的限制，其频率大多在X波段以下，不适用于毫米波和太赫兹频率。
因此，发展尺寸小巧，结构简单，性能优良且能根据实际需求满足不同频点及不同群延迟的色散延迟线具有很大的意义。
发明内容
有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种小型化微带线结构多枝节加载色散延迟线结构，尺寸小巧，结构简单，性能良好，在特定的频点上有延迟特性。
本实用新型采用以下方案实现：一种小型化微带线结构多枝节加载色散延迟线，包括介质基板，还包括在介质基板一面的导体接地板、在介质基板另一面的主传输微带线以及同样位于介质基板另一面且位于所述主传输微带线同一侧的单枝节或多枝节短截线；所述导体接地板上包括有与短截线一致数量的槽线。
本实用新型仅在主传输微带线一侧加载短截线，实现主传输微带线的相位延迟。有利于结构的小型化。同时，本实用新型在主传输微带线对应的介质的另一面，加载槽线实现信号的全通传输，即S12接近于0dB。另外，本实用新型采用弯折的槽线设计，有利于结构的小型化。采用本实用新型的延迟线，随时主传输微带线一侧加载枝节数量的增加，色散延迟线延迟时间线性增加。
进一步地，每条槽线均分为两部分，一部分为直线，另一部分为弯折线；其中各槽线的直线部分分别与各短截线的位置相对应，均位于主传输微带线的同一侧；其中各槽线的弯折线部分位于主传输微带线的另一侧。弯折线槽线与直线槽线长度相等，但槽线的弯折可减小色散延迟线平面的面积。
进一步地，当所述短截线为多枝节短截线时，各条短截线等宽等长。
进一步地，当所述短截线的数量为两条时，两条短截线之间的距离为10mm。
进一步地，当所述短截线的数量为三条时，相邻两条短截线之间的距离为5mm。
进一步地，所述短截线的长度为四分之一波导波长。
进一步地，所述槽线的宽度为短截线宽度的1/3-1/4，长度比短截线长3-6mm。
进一步地，所述主传输微带线的宽度为1.9mm，为50Ω阻抗匹配线。
进一步地，所述主传输微带线以及短截线为介质基板信号层的印刷导线；所述槽线为在介质基板的导体接地板移除导体的区域。
进一步地，所述小型化微带线结构多枝节加载色散延迟线的群延迟满足线性叠加特性，即满足：T=nt，式中，T为短截线为n条时的群延迟时间，t为短截线为1条时的群延迟时间，n表示加载的短截线的数量。即当短截线为1条时，群延迟时间为t；当短截线为两条时，群延迟时间即为2t；当短截线为三条时，群延迟时间线性叠加为3t，以此类推。
较佳的，本实用新型延迟线的尺寸为30.5mm×20mm×0.8mm。
与现有技术相比，本实用新型有以下有益效果：本实用新型通过对接地板上槽线进行弯折，且短截线位于主传输微带线一侧，实现色散延迟线的小型化。同时通过加载相同尺寸短截线，实现延迟时间随着加载短截线数量线性增加。本实用新型尺寸小巧，结构简单，性能良好，在特定的频率范围内具有较好的延迟特性，能适用于高频领域，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本实用新型实施例的延迟线顶部信号层短截线基本单元示意图（短截线为2条）。
图2为本实用新型实施例的延迟线底部接地层互补槽线基本单元示意图（短截线为2条）。
图3为本实用新型实施例中短截线为2条时的回波损耗曲线图。
图4为本实用新型实施例中短截线为2条时的群延迟时间曲线图。
图5为本实用新型实施例中一条短截线色散延迟线顶部信号层短截线基本单元示意图。
图6为本实用新型实施例中一条短截线色散延迟线底部接地层互补槽线基本单元示意图。
图7为本实用新型实施例中一条短截线色散延迟线回波损耗曲线图。
图8为本实用新型实施例中一条短截线色散延迟线群延迟时间曲线图。
图9为本实用新型实施例中三条短截线色散延迟线顶部信号层短截线基本单元示意图。
图10是本实用新型实施例中三条短截线色散延迟线底部接地层互补槽线基本单元示意图。
图11是本实用新型实施例中一条、两条、三条短截线色散延迟线群延迟时间曲线示意图。
图中，1为主传输线，2与3均为短截线，4为弯折槽线，5为直槽线。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
如图1以及图2所示，本实施例提供了一种小型化微带线结构多枝节加载色散延迟线结构，包括介质基板，还包括在介质基板一面的导体接地板、在介质基板另一面的主传输微带线以及同样位于介质基板另一面且位于所述主传输微带线同一侧的单枝节或多枝节短截线；所述导体接地板上包括有与短截线一致数量的槽线。
本实施例仅在主传输微带线一侧加载短截线，实现主传输微带线的相位延迟。有利于结构的小型化。同时，本实用新型在主传输微带线对应的介质的另一面，加载槽线实现信号的全通传输，即S12接近于0dB。另外，本实用新型采用弯折的槽线设计，有利于结构的小型化。采用本实用新型的延迟线，随时主传输微带线一侧加载枝节数量的增加，色散延迟线延迟时间线性增加。
进一步地，每条槽线均分为两部分，一部分为直线，另一部分为弯折线；其中各槽线的直线部分分别与各短截线的位置相对应，均位于主传输微带线的同一侧；其中各槽线的弯折线部分位于主传输微带线的另一侧。弯折线槽线与直线槽线长度相等，但槽线的弯折可减小色散延迟线平面的面积。
如图5、图6所示，在本实施例中，当短截线为一条时，短截线设于主传输路径所在的一侧，互补槽线设于接地平面层，主传输路径及开路短截线为一印刷电路板（介质基板）信号层的印刷导线，互补槽线为在接地平面移除导体的槽线区域。与短截线对应位置的槽线为直线，另一半槽线为弯折线。传统色散延迟线短截线位于主传输微带线两侧，本实施例将短截线设于一侧，与短截线对应的槽线设为直线，另一半槽线设为弯折线以达到减小尺寸的目的，通过仿真结果发现弯折线的性能比直线的性能更优。短截线长度为2.5GHz对应的1/4波导波长。图7所示为一条短截线时色散延迟线的回波损耗曲线图。图8 所示为一条色散延迟线的群延迟曲线图，群延迟时间为0.65ns。
在本实施例中，当所述短截线的数量为多个时，该多个短截线等宽等长。
如图1以及图2所示，在本实施例中，当所述短截线的数量为两个时，两条短截线之间的距离为10mm。所述色散延迟线短截线2、3为一对等长等宽结构，设于主传输路径1信号层一侧；一对互补槽线，设于主传输路径微带线结构接地平面两侧。与短截线对应位置的槽线为直线5，另一半槽线为弯折线4。所述延迟线结构中，一对等长等宽短截线设于主传输路径所在的一层，一对互补槽线设于接地平面层。此两条短截线的色散延迟线是在一条短截线延迟线的基础上增加一条短截线和槽线，调节两条短截线之间的距离为10mm时，如图3所示回波损耗曲线性能最好，如图4所示的群延迟时间相对于图8群延迟时间线性叠加。
如图9、图10所示，在本实施例中，当所述短截线的数量为三个时，相邻两条短截线之间的距离为5mm。本实施例将三条短截线均设于主传输微带线的同一侧，与短截线对应位置的槽线设置为直线，另一半槽线为弯折线，优化得到三条短截线之间的最优距离为5mm。通过仿真结果如图11所示，一条、两条、三条短截线的色散延迟线的短截线数量与群延迟时间呈线性叠加的关系。
在本实施例中，所述短截线的长度为四分之一波导波长。
在本实施例中，所述槽线的宽度为短截线宽度的1/3-1/4，长度比短截线长3-6mm。
在本实施例中，所述主传输微带线的宽度为1.9mm，为50Ω阻抗匹配线。
在本实施例中，所述主传输微带线以及短截线为介质基板信号层的印刷导线；所述槽线为在介质基板的导体接地板移除导体的区域。
在本实施例中，所述小型化微带线结构多枝节加载色散延迟线的群延迟满足线性叠加特性，即满足：T=nt，式中，T为短截线为n条时的群延迟时间，t为短截线为1条时的群延迟时间，n表示加载的短截线的数量。即当短截线为1条时，群延迟时间为t；当短截线为两条时，群延迟时间即为2t；当短截线为三条时，群延迟时间线性叠加为3t，以此类推。
较佳的，本实施例的色散延迟线的尺寸为30.5mm×20mm×0.8mm，与现有技术相比，尺寸小巧。具体尺寸有：主传输微带线1宽1.9mm，短截线2、3长19mm，宽1.32mm，槽线4、5宽0.25mm。所述介质基板（印刷电路板）为Roger-4350。
值得一提的是，本实用新型保护的是硬件结构，至于控制方法不要求保护。以上仅为本实用新型实施例中一个较佳的实施方案。但是，本实用新型并不限于上述实施方案，凡按本实用新型方案所做的任何均等变化和修饰，所产生的功能作用未超出本方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种小型化微带线结构多枝节加载色散延迟线结构，包括介质基板，其特征在于：还包括在介质基板一面的导体接地板、在介质基板另一面的主传输微带线以及同样位于介质基板另一面且位于所述主传输微带线同一侧的单枝节或多枝节短截线；所述导体接地板上包括有与短截线一致数量的槽线。
2.根据权利要求1所述的一种小型化微带线结构多枝节加载色散延迟线结构，其特征在于：每条槽线均分为两部分，一部分为直线，另一部分为弯折线；其中各槽线的直线部分分别与各短截线的位置相对应，均位于主传输微带线的同一侧；其中各槽线的弯折线部分位于主传输微带线的另一侧。
3.根据权利要求1所述的一种小型化微带线结构多枝节加载色散延迟线结构，其特征在于：当所述短截线为多枝节短截线时，各条短截线等宽等长。
4.根据权利要求3所述的一种小型化微带线结构多枝节加载色散延迟线结构，其特征在于：当所述短截线的数量为两条时，两条短截线之间的距离为10mm。
5.根据权利要求3所述的一种小型化微带线结构多枝节加载色散延迟线结构，其特征在于：当所述短截线的数量为三条时，相邻两条短截线之间的距离为5mm。
6.根据权利要求1所述的一种小型化微带线结构多枝节加载色散延迟线结构，其特征在于：所述短截线的长度为四分之一波导波长。
7.根据权利要求1所述的一种小型化微带线结构多枝节加载色散延迟线结构，其特征在于：所述槽线的宽度为短截线宽度的1/3-1/4，所述槽线的长度比短截线的长度长3-6mm。
8.根据权利要求1所述的一种小型化微带线结构多枝节加载色散延迟线结构，其特征在于：所述主传输微带线的宽度为1.9mm，为50Ω阻抗匹配线。
9.根据权利要求1至8任一项所述的一种小型化微带线结构多枝节加载色散延迟线结构，其特征在于：所述主传输微带线以及短截线为介质基板信号层的印刷导线；所述槽线为在介质基板的导体接地板移除导体的区域。
10.根据权利要求1至8任一项所述的一种小型化微带线结构多枝节加载色散延迟线结构，其特征在于：所述小型化微带线结构多枝节加载色散延迟线的群延迟满足线性叠加特性，即满足：T=nt，式中，T为短截线为n条时的群延迟时间，t为短截线为1条时的群延迟时间，n表示加载的短截线的数量。
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| CN201821188710.1U CN208478540U (zh) | 2018-07-26 | 2018-07-26 | 一种小型化微带线结构多枝节加载色散延迟线结构 |
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| CN108987877A (zh) * | 2018-07-26 | 2018-12-11 | 福州大学 | 一种小型化微带线结构多枝节加载色散延迟线 |
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2018
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| CN108987877B (zh) * | 2018-07-26 | 2023-07-04 | 福州大学 | 一种小型化微带线结构枝节加载色散延迟线 |
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