CN214378786U - 一种波导到带状线过渡结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种波导到带状线过渡结构。第一介质基板和第二介质基板紧密结合，其间设置带状线探针，整体形成带状线结构。波导垂直连接于带状线结构表面，在带状线结构的另一面，镀涂金层。带状线结构内部设置带状线探针，该带状线探针从带状线结构短边边缘一直延伸到长边中央，带状线探针的端部与波导轴向的空气波导的位置对应。本设计的过渡结构具有优良的气密特性，能够与封装芯片直接连接，保证了封装芯片、TR组件的气密性，便于集成。同时，该设计的过渡结构对毫米波的传输损耗小，过渡性能优良。

Description

一种波导到带状线过渡结构

技术领域

本实用新型涉及一种毫米波相控阵器件，特别是一种波导到带状线过渡结构。

背景技术

近年来，毫米波相控阵雷达和微波通信等领域发展迅猛，与之相关的TR组件等设备也需要进一步提升集成度和性能。而波导作为毫米波频段TR组件中常用的微波传输线，具有损耗小的优势，但也有尺寸大、难集成的缺陷，因此，提升波导与平面传输线的过渡性能和集成度是非常有必要的。本设计针对传统微带——波导过渡结构尺寸大、难集成和装配难度大的缺点进行了改进设计。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种波导到带状线过渡结构，以提供一种高气密性、便与集成、低能量损耗的微带-波导过渡结构。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种波导到带状线过渡结构，包括带状线结构和波导，所述带状线结构内部设置有带状线探针，所述带状线探针平行于所述带状线结构表面；所述波导垂直连接于所述带状线结构的表面；穿透所述带状线结构设置有金属化孔。

上述设计的带状线结构，自身具有气密特性，可直接用于封装芯片对接，更好地保证封装芯片和TR组件的气密特性。并且，该带状线结构相比于微带线在毫米波频段的微波能量损耗更小，所以所设计的波导到带状线过渡结构相比于传统微带—波导过渡微波性能更好。另外，带状线结构与波导的连接装配方式更加灵活，装配难度大幅下降。相比于传统的微带探针，本设计舍弃了尺寸较大的四分之一波长的波导短路面，避免了波导开槽的同时减小了尺寸，提高了集成度。

进一步的，所述带状线结构包括第一介质基板和第二介质基板，所述第一介质基板和所述第二介质基板紧密结合，所述带状线探针设置于所述第一介质基板和所述第二介质基板之间；所述波导垂直连接于所述第一介质基板或所述第二介质基板表面。

将带状线结构分离设计，便于工业化加工制造。

进一步的，所述第一介质基板与所述第二介质基板中，未连接所述波导的介质基板在远离所述波导的一面设置有镀金层。该镀金层对微波信号起到短路效果。

进一步的，所述第一介质基板的厚度为微波信号在所述带状线结构中的波长的四分之一。

进一步的，所述第二介质基板的厚度与所述第一介质基板的厚度相等。

进一步的，所述第一介质基板和/或所述第二介质基板为陶瓷材质。陶瓷介质的介电常数较大，可以减小带状线结构的尺寸。

进一步的，所述波导轴向设置有空气波导，所述空气波导对准所述带状线探针的端部。

进一步的，所述空气波导为矩形波导。

进一步的，所述金属化孔围绕所述带状线结构一周紧密排布。

进一步的，所述波导与所述带状线结构集成于同一多层微波板或LTCC内。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本设计的波导到带状线过渡结构利用两层介质基板结合带状线探针形成带状线结构，具有高气密特性，能够直接与封装芯片对接，在毫米波频段的微波能量损耗小，所形成的的过渡结构性能优良。

2、本设计舍弃了传统微带—波导过渡结构的四分之一波长的波导短路面，避免了波导开槽的同时减小了尺寸，提高了集成度。

3、本设计中，带状线结构与波导可以一体设计，也可以作为两个独立单元，不局限于传统的波导开槽之后压合介质基片的装配方式，设计灵活性更高。

附图说明

图1是波导到带状线过渡结构整体结构图。

图2是波导到带状线过渡结构的分解图。

图中标记：1为第一介质基板，2为第二介质基板，3为波导，31为空气波导，4为带状线探针，5为金属化孔。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例一

如图1所示，本实施例公开了一种波导到带状线过渡结构，包括带状线结构和波导3，带状线结构成T形，波导3垂直连接于带状线结构长边表面的中央。带状线结构背离波导3的一面涂镀一层金，以对微波信号起到短路效果。

在带状线结构内设置有带状线探针4，该带状线探针4从带状线结构的短边边缘一直延伸至带状线结构长边的中央，与波导3位置对应。带状线探针4成长条状，其位于带状线结构内的端部的宽度较其他地方更宽，以起到更好的过渡效果。波导3轴向贯穿设计矩形空气波导31，该空气波导31正对带状线探针4较宽的端部。

带状线探针4设置在带状线结构的内部，带状线结构具有良好的气密性，可以与封装芯片对接，保证封装芯片、TR组件的气密特性。并且带状线结构在毫米波段的微波能量损耗交微带线更小，具备更佳的过渡性能。另外，该结构的带状线结构装配更加灵活，相较于传统的微带探针，装配难度大幅下降。并且，带状线结构上没有波导开槽。

围绕带状线结构长边的边缘，贯穿设置有一周的金属化孔5，该金属化孔5同时也围绕带状线探针4的端部。金属化孔5的主要作用有三个：

1）作为带状线结构的屏蔽孔，防止微波信号的泄漏，保证良好的过渡性。

2）作为带状线与波导3过渡的调节措施，通过调节金属化孔5的数量、间距、孔径来抑制带状线中高次模的产生，保证波导中微波信号以TE10主模传输，充分保证过度性能良好。

3）连通带状线结构上、下地平面，保证带状线结构接地良好。

如图2所示，带状线结构在一些实施例中，由两层介质基板连接而成，以便于加工制备。带状线结构包括第一介质基板1和第二介质基板2，第一介质基板1和第二介质基板2紧密贴结合在一起，其间设置带状线探针4。第一介质基板1和第二介质基板2均由陶瓷材料制成，其介电常数高，能够缩小结构尺寸。厚度均为四分之一微波信号在带状线结构中的波长。波导3垂直连接于第一介质基板1或第二介质基板2的暴露面，在未连接波导3的介质基板的表面，涂镀金层。该气密设计的带状线结构舍弃了尺寸较大的四分之一波长的波导短路面，避免了波导开槽的同时减小了尺寸。

在一些实施例中，带状线结构和波导3可以集成为一个整体，例如将带状线结构和波导3集成到一块多层微波板或者LTCC内。

实施例二

如图1和图2所示，本实施例公开了一种波导到带状线过渡结构，第一介质基板1和第二介质基板2紧密贴结合在一起，其间设置带状线探针4，三者形成带状线结构。该带状线结构具有高气密特性，可以直接与封装芯片对接，更好地保证封装芯片和TR组件的气密特性。此外，该带状线结构相比于微带线而言，在毫米波频段的微波能量损耗更小，所以波导到带状线结构相比于传统微带-波导过渡微波性能更好。

为减小带状线结构尺寸，第一介质基板1可选用介电常数较大的陶瓷介质，其厚度为四分之一介质波长，即四分之一微波信号在带状线结构中波长。第一介质基板1在背对第二介质基板2的一面镀金，形成镀金层，对微波信号起到短路效果，由此，带状线探针4处于微波信号电场最强处，其过渡性能最佳。第二介质基板2的厚度、材质设计与第一介质基板1保持一致，以充分保证带状线结构的微波性能。当然，也可以根据实际应用的需要，选用其他适当的介质材料、设计其他的厚度。

第一介质基板1和第二介质基板2形状相同，均为T形，带状线探针4为长条状，从带状线结构短边端部一直延伸到带状线结构中央。带状线探针4位于带状线结构中央的端部，其宽度较其他地方宽，以提高微波信号的过度性能。波导3垂直连接与第二介质基板2上。波导3与带状线结构之间，可以是相互分离的设计，然后通过螺钉连接、粘接、焊接等方式连接为一体；也可以是一体设计，例如将带状线结构与波导3集成到一块多层微波板或LTCC（低温共烧陶瓷，Low Temperature Co-fired Ceramic）内，以大幅提高TR组件集成度和一体化程度。

在一些实施例中，波导3轴向贯穿设计柱状的空气波导31，如标准的矩形形状，也不排除可以设计为其他非标准的柱状。空气波导31对准带状线探针4位于带状线结构中央的端部，以确保良好的过渡性能。

金属化孔5贯穿带状线结构。在一些实施例中，垂直于带状线结构，整体贯穿设计有通孔，通孔围绕带状线结构的一周（不一定闭合）排布，金属化孔5分别穿过各通孔。具体的，金属化孔5设置在带状线结构的长边内、围绕带状线探针4的端部，整体成T形。如图2所示，可以选择在第一介质基板1上安装部分金属化孔5，在第二介质基板2上安装另一部分金属化孔5，第一介质基板1与第二介质基板2对插实现连接。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种波导到带状线过渡结构，其特征在于，包括带状线结构和波导（3），所述带状线结构内部设置有带状线探针（4），所述带状线探针（4）平行于所述带状线结构表面；所述波导（3）垂直连接于所述带状线结构的表面；穿透所述带状线结构设置有金属化孔（5）。

2.如权利要求1所述的波导到带状线过渡结构，其特征在于，所述带状线结构包括第一介质基板（1）和第二介质基板（2），所述第一介质基板（1）和所述第二介质基板（2）紧密结合，所述带状线探针（4）设置于所述第一介质基板（1）和所述第二介质基板（2）之间；所述波导（3）垂直连接于所述第一介质基板（1）或所述第二介质基板（2）上。

3.如权利要求2所述的波导到带状线过渡结构，其特征在于，所述第一介质基板（1）与所述第二介质基板（2）中，未连接所述波导（3）的介质基板在远离所述波导（3）的一面设置有镀金层。

4.如权利要求2所述的波导到带状线过渡结构，其特征在于，所述第一介质基板（1）的厚度为微波信号在所述带状线结构中的波长的四分之一。

5.如权利要求2或4所述的波导到带状线过渡结构，其特征在于，所述第二介质基板（2）的厚度与所述第一介质基板（1）的厚度相等。

6.如权利要求2所述的波导到带状线过渡结构，其特征在于，所述第一介质基板（1）和/或所述第二介质基板（2）为陶瓷材质。

7.如权利要求1所述的波导到带状线过渡结构，其特征在于，所述波导（3）轴向设置有空气波导（31），所述空气波导（31）对准所述带状线探针（4）的端部。

8.如权利要求7所述的波导到带状线过渡结构，其特征在于，所述空气波导（31）为矩形波导。

9.如权利要求1所述的波导到带状线过渡结构，其特征在于，所述金属化孔（5）围绕所述带状线结构一周紧密排布。

10.如权利要求2所述的波导到带状线过渡结构，其特征在于，所述波导（3）与所述带状线结构集成于同一多层微波板或LTCC内。

Images