CN220873815U - 一种微带-同轴-波导转换结构及w频段射频前端组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种微带‑同轴‑波导转换结构及W频段射频前端组件，包括拐波导、阶梯转换结构和气密型同轴连接器，其中，所述拐波导包括相垂直的水平端和竖直端；所述阶梯转换结构为腔体结构，位于水平端的端部内，且位于拐波导长边的中心位置，包括高度由第一级逐级递减的三级阶梯；所述气密型同轴连接器的内导体一端与微带线相连接。该微带‑同轴‑波导转换结构及W频段射频前端组件，通过采用气密型同轴连接器连接微带线与阶梯转换结构，射频信号通过气密型同轴连接器由平面传输转换为同轴传输，通过阶梯转换结构由同轴输出转换为波导传输，从而在保证密封性的前提下，实现信号的转换，以满足现有微波频射系统中的性能指标要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种微带-同轴-波导转换结构及W频段射频前端组件，属于高频段射频微波技术领域。
背景技术
同轴-波导转换器是微波系统中非常重要的元器件。通过该结构，能够解决微波信号从同轴传输转换成波导传输的问题；
微带-波导转换电路需满足以下几种基本要求：1、低的插入损耗和高的回波损耗；2、宽频带特性；3、制造工艺简单，误差容忍度高，可靠性高；4、方便装卸。根据以上的基本要求，目前已经提出了多种微带-波导转换方式。主要有微带-脊波导-波导过渡结构、微带-对极鳍线-波导过渡结构、微带-探针-波导过渡结构、微带-同轴线-波导过渡结构。
在高频段，尤其是毫米波频段以上的微波射频系统中，现有的封装技术主要还是采用裸芯片和wire-bond技术实现。由于裸芯片需要进行密封保护，波导又属于非密封结构，现有的微带波导结构也并未设置能够保证气密性的密封结构，因此，目前并没有比较合适的满足W频段射频前端组件内裸芯片气密要求的方案。
可见，为了解决上述技术问题，以满足微波射频系统中对W频段射频前端组件的性能指标要求，亟需一种微带-同轴-波导转换结构及W频段射频前端组件。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种微带-同轴-波导转换结构及W频段射频前端组件，通过采用气密型同轴连接器连接微带线与阶梯转换结构，以实现与拐波导间的连接，射频信号通过气密型同轴连接器由平面传输转换为同轴传输，通过阶梯转换结构由同轴输出转换为波导传输，从而在保证密封性的前提下，实现信号的转换，以满足现有微波频射系统中的性能指标要求。
为达到上述目的/为解决上述技术问题，本实用新型是采用下述技术方案实现的：
第一方面，本实用新型提供一种微带-同轴-波导转换结构，包括拐波导、阶梯转换结构和气密型同轴连接器，其中，
所述拐波导包括相垂直的水平端和竖直端；
所述阶梯转换结构为腔体结构，位于水平端的端部内，且位于拐波导长边的中心位置，包括高度由第一级逐级递减的三级阶梯；
所述气密型同轴连接器的内导体一端与微带线相连接，另一端与阶梯转换结构的第一级阶梯相连接，通过阶梯转换结构将射频信号由同轴输出转换为波导传输。
进一步的，所述气密型同轴连接器为玻璃绝缘子，玻璃体加外层金属直径为1.73mm，长度为1.4mm，内导体的直径为0.23mm，内导体一端长度为0.76mm，另一端长度为1mm，短的一端与微带线相连，长的一端与阶梯转换结构相连。
进一步的，所述阶梯转换结构的三级阶梯宽度相同，均为1mm，第一级阶梯高度为0.8mm，长度为1.3mm，第二级阶梯高度为0.25mm，长度为0.1mm，第三级阶梯高度为0.2mm，长度为1mm。
进一步的，所述第一级阶梯在高度0.45mm的位置开设有一圆柱形空腔，空腔的直径为0.25mm，长度为1mm，气密型同轴连接器内导体长的一端伸入圆柱形空腔内。
进一步的，所述阶梯转换结构距离波导口0.15mm。
进一步的，所述拐波导的截面为WR-10，长边为2.54mm，宽边为1.27mm，水平端和竖直端拐角处有一倒角，倒角长度为1.015mm。
第二方面，本实用新型提供一种W频段射频前端组件，包括第一方面所述的微带-同轴-波导转换结构。
与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果：
本实用新型提供的微带-同轴-波导转换结构，通过采用气密型同轴连接器连接微带线与阶梯转换结构，以实现与拐波导间的连接，射频信号通过气密型同轴连接器由平面传输转换为同轴传输，通过阶梯转换结构由同轴输出转换为波导传输，从而在保证密封性的前提下，实现信号的转换，以满足现有微波频射系统中的性能指标要求；
本实用新型提供的W频段射频前端组件，通过适配上述的微带-同轴-波导转换结构，能够解决W频段射频前端项目中微带传输转换为波导传输的难题，达到了W射频前端组件内裸芯片气密要求及工艺方案简化两者兼顾的效果。
附图说明
图1是实施例提供的微带-同轴-波导转换结构的结构示意图；
图2是图1中气密型同轴连接器的结构尺寸图；
图3是图1中阶梯转换结构的结构尺寸图；
图4是图1中拐波导的结构尺寸图；
图5是W频段微带-同轴-波导转换结构S参数示意图。
图中：1、拐波导；2、阶梯转换结构；3、气密型同轴连接器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、 “底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例一
如图1-4所示，本实施例提供了一种微带-同轴-波导转换结构，包括拐波导1、阶梯转换结构2和气密型同轴连接器3，其中，
所述拐波导1包括相垂直的水平端和竖直端；
所述阶梯转换结构2为腔体结构，位于水平端的端部内，且位于拐波导1长边的中心位置，包括高度由第一级逐级递减的三级阶梯；
所述气密型同轴连接器3的内导体一端与微带线相连接，另一端与阶梯转换结构2的第一级阶梯相连接，通过阶梯转换结构2将射频信号由同轴输出转换为波导传输。
在上述技术方案中，通过采用气密型同轴连接器3连接微带线与阶梯转换结构2，以实现与拐波导1间的连接，射频信号通过气密型同轴连接器3由平面传输转换为同轴传输，通过阶梯转换结构2由同轴输出转换为波导传输，从而在保证密封性的前提下，实现信号的转换，以满足现有微波频射系统中的性能指标要求。
在一些实施例中，所述气密型同轴连接器3为玻璃绝缘子，具体型号为TL-GB023，其玻璃体加外层金属直径为1.73mm，长度为1.4mm，内导体的直径为0.23mm，内导体一端长度为0.76mm，另一端长度为1mm，短的一端与微带线相连，长的一端与阶梯转换结构2相连。
在一些实施例中，所述阶梯转换结构2的三级阶梯宽度相同，均为1mm，第一级阶梯高度为0.8mm，长度为1.3mm，第二级阶梯高度为0.25mm，长度为0.1mm，第三级阶梯高度为0.2mm，长度为1mm。
在一些实施例中，为实现第一级阶梯与气密型同轴连接器3内导体的连接，所述第一级阶梯在高度0.45mm的位置开设有一圆柱形空腔，空腔的直径为0.25mm，长度为1mm，气密型同轴连接器3内导体长的一端伸入圆柱形空腔内。
在一些实施例中，所述阶梯转换结构2距离波导口0.15mm。
在一些实施例中，所述拐波导1的截面为标准的WR-10，长边为2.54mm，宽边为1.27mm，水平端和竖直端拐角处有一倒角，倒角长度为1.015mm，射频信号经过该拐波导1从水平传输转换成垂直传输。
综上所述，本实施例提供的微带-同轴-波导转换结构，通过采用气密型同轴连接器3连接微带线与阶梯转换结构2，以实现与拐波导1间的连接，射频信号通过气密型同轴连接器3由平面传输转换为同轴传输，通过阶梯转换结构2由同轴输出转换为波导传输，从而在保证密封性的前提下，实现信号的转换，以满足现有微波频射系统中的性能指标要求。
实施例二
本实施例提供一种W频段射频前端组件，通过适配实施例一提供的微带-同轴-波导转换结构，能够解决W频段射频前端项目中微带传输转换为波导传输的难题，达到了W射频前端组件内裸芯片气密要求及工艺方案简化两者兼顾的效果。
以下是该W频段射频前端组件的具体实施案例：
W频段射频信号从W频段射频前端组件内微带传输经过气密型同轴连接器3转换为同轴输出模式，再经过阶梯转换结构2，最后转换为波导模式，输出至WR-10波导。
该W频段微带-同轴-波导转换结构的S参数如图5所示，在92GHz～96GHz频段内，回波损耗S11＜-15dB；回波损耗S22＜-15dB；插入损耗S12＜0.23dB。
由此可得，该W频段微带-同轴-波导转换结构性能优良，简单实用。在FOD系统W射频前端项目中得到了实际应用。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种微带-同轴-波导转换结构，其特征在于，包括拐波导（1）、阶梯转换结构（2）和气密型同轴连接器（3），其中，
所述拐波导（1）包括相垂直的水平端和竖直端；
所述阶梯转换结构（2）为腔体结构，位于水平端的端部内，且位于拐波导（1）长边的中心位置，包括高度由第一级逐级递减的三级阶梯；
所述气密型同轴连接器（3）的内导体一端与微带线相连接，另一端与阶梯转换结构（2）的第一级阶梯相连接，通过阶梯转换结构（2）将射频信号由同轴输出转换为波导传输。
2.根据权利要求1所述的微带-同轴-波导转换结构，其特征在于，所述气密型同轴连接器（3）为玻璃绝缘子，玻璃体加外层金属直径为1.73mm，长度为1.4mm，内导体的直径为0.23mm，内导体一端长度为0.76mm，另一端长度为1mm，短的一端与微带线相连，长的一端与阶梯转换结构（2）相连。
3.根据权利要求2所述的微带-同轴-波导转换结构，其特征在于，所述阶梯转换结构（2）的三级阶梯宽度相同，均为1mm，第一级阶梯高度为0.8mm，长度为1.3mm，第二级阶梯高度为0.25mm，长度为0.1mm，第三级阶梯高度为0.2mm，长度为1mm。
4.根据权利要求3所述的微带-同轴-波导转换结构，其特征在于，所述第一级阶梯在高度0.45mm的位置开设有一圆柱形空腔，空腔的直径为0.25mm，长度为1mm，气密型同轴连接器（3）内导体长的一端伸入圆柱形空腔内。
5.根据权利要求1所述的微带-同轴-波导转换结构，其特征在于，所述阶梯转换结构（2）距离波导口0.15mm。
6.根据权利要求1所述的微带-同轴-波导转换结构，其特征在于，所述拐波导（1）的截面为WR-10，长边为2.54mm，宽边为1.27mm，水平端和竖直端拐角处有一倒角，倒角长度为1.015mm。
7.一种W频段射频前端组件，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的微带-同轴-波导转换结构。
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