CN209913007U - 基于多层介质层集成的微波传输线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种基于多层介质层集成的微波传输线，其包括上下分隔预设距离的上介质层和下介质层，该微波传输线还包括位于上介质层和下介质层之间且左右分隔预设距离的两介质层组，介质层组包括多个由上至下依次层叠且通过导电粘合剂粘合为一体的介质层，上介质层和下介质层分别与各自相邻的介质层通过导电粘合剂粘合为一体，以在上介质层、下介质层以及两介质层组之间围合出一空气腔体；上介质层和下介质层朝向介质层组的一面均覆铜，介质层组中各介质层的粘合面均覆铜，且介质层相对两侧的覆铜层电连接。这种产品构造具有生产工艺简单的特点，并且通过改变介质层在空气腔体内的结构形式，可以转换得到不同类型的传输线，适用于传输高频微波。
Description
技术领域
本实用新型涉及微波技术领域，具体涉及一种基于多层介质层集成的微波传输线。
背景技术
随着卫星通信和移动通信对通信容量的需求，通信频段逐步由低频向高频段发展，用于通信设备的终端天线设备也要求具备高频率工作能力。
传统的平行双线传输线、同轴线、微带线等在高频段传输微波时，由于传输线损耗大，已经不再适用。虽然可以使用金属波导来传输高频信号，但是常规的金属波导对加工精度要求很高，导致成本极高，不能广泛应用于通信设备。
实用新型内容
本实用新型的主要目的是提出一种基于多层介质层集成的微波传输线，旨在解决现有微波传输线不适于传输高频信号的问题。
为实现上述目的，本实用新型提出一种基于多层介质层集成的微波传输线，其包括上下分隔预设距离的上介质层和下介质层，所述微波传输线还包括位于所述上介质层和下介质层之间且左右分隔预设距离的两介质层组，所述介质层组包括多个由上至下依次层叠且通过导电粘合剂粘合为一体的介质层，所述上介质层和下介质层分别与各自相邻的介质层通过导电粘合剂粘合为一体，以在所述上介质层、下介质层以及两介质层组之间围合出一空气腔体；所述上介质层和下介质层朝向所述介质层组的一面均覆铜，所述介质层组中各介质层的粘合面均覆铜，且所述介质层相对两侧的覆铜层电连接。
优选地，所述介质层组包括第一介质层、第二介质层和第三介质层，所述第二介质板位于所述空气腔体内的端部向内退缩以分别与所述第一介质层和第三介质层的端面错开；所述第一介质层和第三介质层位于所述空气腔体内的端面覆铜，以使所述第一介质层和第三介质层相对两侧的覆铜层电连接；所述第二介质层设有连接其上下两侧面的覆铜层的金属化过孔。
优选地，所述介质层组包括第一介质层、第二介质层和第三介质层，所述第二介质板位于所述空气腔体内的端部向前凸伸以分别与所述第一介质层和第三介质层的端面错开；所述第一介质层和第三介质层位于所述空气腔体内的端面覆铜，以使所述第一介质层和第三介质层相对两侧的覆铜层电连接；所述第二介质板位于所述空气腔体内的表面均覆铜。
优选地，所述介质层组包括第一介质层、第二介质层和第三介质层，两所述介质层组的第二介质层为贯穿所述空气腔体的一体结构；所述第一介质层和第三介质层位于所述空气腔体内的端面覆铜，以使所述第一介质层和第三介质层相对两侧的覆铜层电连接；所述第二介质层设有连接其上下两侧面的覆铜层的金属化过孔。
优选地，所述第二介质层贯穿所述空气腔体的部分的上下两侧面中至少一侧面的中心覆铜，以形成带线结构，且该带线结构与粘合面处的覆铜层电绝缘。
优选地，所述第二介质层贯穿所述空气腔体的部分的上下两侧面的中心分别覆铜，以形成上下相对的两带线结构，所述第二介质层设有连接所述上下两侧面的带线结构的金属化过孔。
优选地，所述上介质层和下介质层的外侧面均覆铜。
优选地，所述介质层组中各介质层位于所述空气腔体内的端面均不覆铜，通过贯穿各所述介质层的金属化过孔使所有覆铜层电连接。
优选地，在每相邻的两介质层之间的粘合界面处设有用于容纳导电粘合剂的防溢凹槽，所述防溢凹槽在靠近所述空气腔体的位置。
本实用新型所提供的基于多层介质层集成的微波传输线，借鉴多层PCB板的构造，使用多层叠加的介质层围合出密闭的空气腔体，介质层之间具有覆铜层，并通过导电粘合剂粘合为一体，从而使得该空气腔体具有金属化特性，这种产品构造具有生产工艺简单的特点。可以通过改变空气腔体的大小来调节特征阻抗，而选用不同材料的介质层可以控制线路损耗，适用于传输1GHz～1501GHz的微波。
附图说明
图1为本实用新型的微波传输线第一实施例的结构示意图；
图2为本实用新型的微波传输线第二实施例的结构示意图；
图3为本实用新型的微波传输线第三实施例的结构示意图；
图4为本实用新型的微波传输线第四实施例的结构示意图；
图5为本实用新型的微波传输线第五实施例的结构示意图；
图6为本实用新型的微波传输线第六实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同标号表示相同的元件或具有相同功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
为解决上述技术问题，本实用新型提出一种基于多层介质层集成的微波传输线，如图1所示，该微波传输线包括上下分隔预设距离的上介质层10和下介质层11，两者可以采用相同或不相同的非金属材料制成，并且两者之间分隔开的距离可以根据微波传输线所需要的传输特性选择，实际上是提供大小可选的容置空间。
此外，该微波传输线还包括位于上介质层10和下介质层11之间且左右分隔预设距离的两介质层组，该两介质层组分别是介质层组A和介质层组B，介质层组A和介质层组B均包括多个由上至下依次层叠且通过导电粘合剂粘合为一体的介质层，上介质层10和下介质层11分别与各自相邻的介质层通过导电粘合剂粘合为一体，以在上介质层10、下介质层11以及两介质层组之间围合出一空气腔体20，显然，可以通过调整上介质层10与下介质层11之间的距离以及介质层组A与介质层组B之间的距离来改变空气腔体20的大小，其中空气腔体20的截面为矩形；为了使空气腔体20具有金属化特性，适用于传输电磁波，如图1所示，上介质层10和下介质层11朝向介质层组的一面均覆铜，介质层组中各介质层的粘合面均覆铜，且介质层相对两侧的覆铜层电连接，覆铜的位置可以参见图1黑色粗线条指示区域。
借鉴多层PCB板的构造，使用多层叠加的介质层围合出密闭的空气腔体20，介质层之间具有覆铜层，并通过导电粘合剂粘合为一体，从而使得该空气腔体20具有金属化特性，这种产品构造具有生产工艺简单的特点，并且通过改变介质层在空气腔体20内的结构形式，可以转换得到不同类型的传输线，比如同轴线和各种波导。另外，可以通过改变空气腔体20的大小来调节特征阻抗，而选用不同材料的介质层可以控制线路损耗，适用于1GHz～1501GHz的微波传输。相较于常规的同轴线，能够降低线路损耗，适用于传输高频微波；而相较于常规的金属波导，具有制造工艺简单的优势，并且易于选择所需的微波传输参数。
在具体实施方式中，对于介质层相对两侧的覆铜层的电连接结构，可以采用多种方案实现，比如图1所示的一种产品结构可等效为波导，在该实施例中，空气腔体20具有平整的四周侧面。介质层组A包括第一介质层12、第二介质层13和第三介质层14(相对应的，介质层组B包括第一介质层12’、第二介质层13’和第三介质层14’)，第一介质层12和第三介质层14位于空气腔体20内的端面均覆铜，通过此处的覆铜将其相对两侧的覆铜层连接，而第二介质层13位于空气腔体20内端面为绝缘结构，其相对两侧的覆铜层通过金属化过孔131连接，采用金属化过孔的电连接方案会导致信号传输损耗。
如图2所示，作为图1所示的微波传输线的第一种变形方案，第二介质板13位于空气腔体20内的端部向内退缩以分别与第一介质层12和第三介质层14的端面错开，从而在空气腔体20的相对两侧面上形成凹陷结构，从而改变微波传输线等效为波导时的传输特性，适应更多场合下的信号传输要求。而第一介质层12、第二介质层13和第三介质层14的覆铜方案可参考图1所示的微波传输线，在此不作赘述。
如图3所示，作为图1所示的微波传输线的第二种变形方案，鉴于介质层组A和介质层组B在结构形式上基本一致，而区分可能仅是介质层的材料成分，下面仍以介质层组A为例进行结构组成的说明。具体地，介质层组A包括第一介质层12、第二介质层13和第三介质层14，第二介质板13位于空气腔体20内的端部向前凸伸以分别与第一介质层12和第三介质层14的端面错开，该种结构形式下的波导等效为脊波导，在实际使用时可以降低波导的截止波长。第一介质层12和第三介质层14位于空气腔体20内的端面覆铜，以使第一介质层12和第三介质层14相对两侧的覆铜层电连接,第二介质板13位于空气腔体20内的表面均覆铜。
如图4所示，作为图1所示的微波传输线的第三种变形方案，介质层组A包括第一介质层12、第二介质层13和第三介质层14，介质层组B包括第一介质层12’、第二介质层13’和第三介质层14’，两介质层组的第二介质层(即第二介质层12和第二介质层12’)为贯穿空气腔体20的一体结构，而将微波传输线等效另一种波导。以介质层组A为例，第一介质层12和第三介质层14位于空气腔体20内的端面覆铜，以使第一介质层12和第三介质层14相对两侧的覆铜层电连接；第二介质层13设有连接其上下两侧面的覆铜层的金属化过孔。
如图5所示，作为图4所示的微波传输线的一种变形方案，第二介质层13贯穿空气腔体20的部分的上下两侧面中至少一侧面的中心覆铜，以形成带线结构18，且该带线结构18与粘合面处的覆铜层电绝缘。通过在第二介质层13的表面上增加带线结构18，使得微波传输线等效为同轴线，同轴线的特征阻抗取决于空气腔体20的大小、第二介质层13的厚度及其中间带线结构18的宽度，通过改变以上结构参数，可以得到所需的特征阻抗。图5所示的微波传输线为双面对称布置带线结构18，两侧的带线结构18可以电连接，也可以绝缘隔离。本实施例中，第二介质层13设有连接上下两侧面的带线结构18的金属化过孔，这种结构可以将覆铜等效在第二介质层13的中心。
在以上各实施例的基础上，可以通过采用金属化过孔的形式来替换部分覆铜，从而减少覆铜面积，简化制造工艺。如图6所示，介质层组中各介质层位于空气腔体20内的端面均不覆铜，通过贯穿各介质层的金属化过孔19使所有覆铜层电连接。此外，还可以在上介质层10和下介质层11的外侧面覆铜，以形成电路层15和电路层16，该两处电路层可以用作电路的布局，与系统集成，比如在电路层上布置功放电路、射频电路等。
再者，考虑到各介质层之间需要通过导电粘合剂粘合为一体，导电粘合剂可以是导电胶、焊锡或其它具有粘接作用且导电的材料，在粘合过程中为了防止粘合剂溢出至空气腔体20内，在每相邻的两介质层之间的粘合界面处设有用于容纳导电粘合剂的防溢凹槽17，并且该防溢凹槽17在靠近空气腔体20的位置，利用防溢凹槽17来接收多余的导电粘合剂。
以上的仅为本实用新型的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本实用新型保护的范围，凡是在与本实用新型一个整体的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型保护的范围内。
Claims (9)
1.一种基于多层介质层集成的微波传输线，其特征在于，包括上下分隔预设距离的上介质层和下介质层，所述微波传输线还包括位于所述上介质层和下介质层之间且左右分隔预设距离的两介质层组，所述介质层组包括多个由上至下依次层叠且通过导电粘合剂粘合为一体的介质层，所述上介质层和下介质层分别与各自相邻的介质层通过导电粘合剂粘合为一体，以在所述上介质层、下介质层以及两介质层组之间围合出一空气腔体；所述上介质层和下介质层朝向所述介质层组的一面均覆铜，所述介质层组中各介质层的粘合面均覆铜，且所述介质层相对两侧的覆铜层电连接。
2.根据权利要求1所述的微波传输线，其特征在于，所述介质层组包括第一介质层、第二介质层和第三介质层，所述第二介质板位于所述空气腔体内的端部向内退缩以分别与所述第一介质层和第三介质层的端面错开；所述第一介质层和第三介质层位于所述空气腔体内的端面覆铜，以使所述第一介质层和第三介质层相对两侧的覆铜层电连接；所述第二介质层设有连接其上下两侧面的覆铜层的金属化过孔。
3.根据权利要求1所述的微波传输线，其特征在于，所述介质层组包括第一介质层、第二介质层和第三介质层，所述第二介质板位于所述空气腔体内的端部向前凸伸以分别与所述第一介质层和第三介质层的端面错开；所述第一介质层和第三介质层位于所述空气腔体内的端面覆铜，以使所述第一介质层和第三介质层相对两侧的覆铜层电连接；所述第二介质板位于所述空气腔体内的表面均覆铜。
4.根据权利要求1所述的微波传输线，其特征在于，所述介质层组包括第一介质层、第二介质层和第三介质层，两所述介质层组的第二介质层为贯穿所述空气腔体的一体结构；所述第一介质层和第三介质层位于所述空气腔体内的端面覆铜，以使所述第一介质层和第三介质层相对两侧的覆铜层电连接；所述第二介质层设有连接其上下两侧面的覆铜层的金属化过孔。
5.根据权利要求4所述的微波传输线，其特征在于，所述第二介质层贯穿所述空气腔体的部分的上下两侧面中至少一侧面的中心覆铜，以形成带线结构，且该带线结构与粘合面处的覆铜层电绝缘。
6.根据权利要求5所述的微波传输线，其特征在于，所述第二介质层贯穿所述空气腔体的部分的上下两侧面的中心分别覆铜，以形成上下相对的两带线结构，所述第二介质层设有连接所述上下两侧面的带线结构的金属化过孔。
7.根据权利要求1所述的微波传输线，其特征在于，所述上介质层和下介质层的外侧面均覆铜。
8.根据权利要求1所述的微波传输线，其特征在于，所述介质层组中各介质层位于所述空气腔体内的端面均不覆铜，通过贯穿各所述介质层的金属化过孔使所有覆铜层电连接。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的微波传输线，其特征在于，在每相邻的两介质层之间的粘合界面处设有用于容纳导电粘合剂的防溢凹槽，所述防溢凹槽在靠近所述空气腔体的位置。
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