CN112886166A - 一种波导过渡传输结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种波导过渡传输结构，包括金属顶板、金属底板及设置于金属顶板内侧的微带传输结构，金属顶板的内侧设置复数个第一金属探针，金属底板的内表面设置复数个第二金属探针，第一金属探针与第二金属探针一一对应且相向设置，微带传输结构包括微带线、匹配贴片、匹配环、金属连接柱及介质板，所述微带线的两侧以微带线轴对称各设置两个第三金属探针，微带线以开槽方式嵌入介质板的表面。本发明采用微带与开槽的微带传输结构，通过引入匹配环、匹配贴片、金属连接柱使得电磁波信号较好的从微带过渡到开槽间隙波导，不仅可以完成电磁场传输结构转换功能，还具有传输损耗小，回波损耗小，装卸容易，一致性好，便于加工等优点。
Description
技术领域
本发明属于通信或者雷达领域，特别是涉及一种微带与开槽间隙波导的过渡结构。
背景技术
现代通信***和雷达***对高性能芯片要求非常高，芯片不仅需要具备尽可能的小尺寸，还需要具有极低的回波损耗。
目前的电磁波传输应用中，微带线尺寸较小，且易于与其它平面电路结合，但是由于介质损耗、辐射损耗、欧姆损耗等影响，导致芯片的回波损耗较大。
波导类传输结构没有辐射损耗，只有欧姆损耗，其构成的芯片一般带内损耗远远小于平面结构芯片，但是由于腔体器件与平面电路集成较难，因此需要结合以上各种方案的优点对电磁波的传输结构进行优化设计，达到既能利用波导损耗低的优点，又能便于平面集成，这就需要设计一种波导与微带的转换结构，使得两种传输结构之间具有良好的匹配。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种基于微带与开槽间隙波导过渡传输结构，本发明的技术方案如下：
一种波导过渡传输结构，包括金属顶板、金属底板及设置于金属顶板内侧的微带传输结构，所述金属顶板的内侧设置复数个第一金属探针，所述金属底板的内表面设置复数个第二金属探针，所述第一金属探针与第二金属探针一一对应且相向设置。
进一步的，所述微带传输结构包括微带线、匹配贴片、匹配环、金属连接柱及介质板，所述微带线的两侧以微带线轴对称各设置两个第三金属探针，所述微带线以开槽方式嵌入介质板的表面。
进一步的，所述金属底板的内表面对应微带传输结构的位置设置第四金属探针，用于配合第三金属探针并防止电磁波泄露。
进一步的，所述第四金属探针及第二金属探针围合组成的波导传输腔的宽度为2.4mm。
进一步的，所述第四金属探针及第二金属探针围合组成的波导传输腔内进一步设置匹配块用于调节传输匹配，所述匹配块的长度Bl=0.58mm，宽度Bw=0.32 mm，高度Bh=0.57mm。
进一步的，所述波导传输腔在波导口处探针上设置波导口探针增高防止电磁波泄露，所述波导口探针增高的高度为0.1mm。
进一步的，所述第一金属探针端部、第二金属探针端部、第三金属探针端部、第四金属探针端部均与波导的波形相距0.3mm产生高阻抗表面阻止电磁波外泄，所述波导是周期性的开缝波导或封闭波导的任一种。
进一步的，所述匹配贴片及匹配环的形状是矩形、椭圆形、T型、十字型、哑铃型的任一种。
进一步的，所述金属连接柱的形状是长方体、正方体、圆柱体、棱柱形或三角锥的任一种。
进一步的，所述金属顶板与介质板紧密贴合。
进一步的，所述介质板采用介质材料制成。
进一步的，所述第二金属探针的排列周期小于一个标准电磁波波长，第二金属探针的高度为工作电磁波波长的四分之一。
进一步的，所述金属顶板及金属底板的尺寸均为长度9.3mm，宽度5.6mm，高度0.22mm。
采用本发明的波导过渡传输结构，不仅可以完成电磁场传输结构转换功能，还具有传输损耗小，回波损耗小，装卸容易，一致性好，便于加工等优点。
附图说明
图1：本发明波导过渡传输结构的整体示意图。
图2：本发明波导过渡传输结构的金属顶板示意图。
图3：本发明微带传输结构的示意图。
图4：本发明波导过渡传输结构的金属底板示意图。
图5：本发明波导过渡传输结构的仿真反射系数图。
图示标号说明：
金属顶板101；金属底板102；微带传输结构103；第一金属探针1011；第二金属探针1022；匹配块1024；波导口探针增高1025；第三金属探针1031；第四金属探针1021；波导传输腔1023；微带线1032；匹配贴片1033；匹配环1034；金属连接柱1035；介质板1036。
具体实施方式
下面将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出，虽然将结合优选实施例描述本发明，但是本领域技术人员应该理解，这些实施例并不是将本发明限制于这些实施例，相反，本发明旨在覆盖可包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的替代、修改和等同物。此外，在本发明的以下详细描述中，阐述了许多具体细节以便于提供对本发明的透彻理解，然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实施本发明。
请参考图1本发明波导过渡传输结构的整体示意图及图2本发明波导过渡传输结构的金属顶板示意图，该波导过渡传输结构由金属顶板101、金属底板102及设置于金属顶板101内侧的微带传输结构103组成，所述金属顶板101的内侧设置复数个第一金属探针1011，所述金属底板102的内表面设置复数个第二金属探针1022，所述第一金属探针1011与第二金属探针1022一一对应且相向设置。
优选的，所述金属顶板101及金属底板102的尺寸均为长度9.3mm，宽度5.6mm，高度0.22mm。
本领域技术人员可以理解的是，第一金属探针1011与第二金属探针1022的排布均为周期性排布，其排布规则可以根据实际需要进行微调，本发明对此不做限制。
进一步参考图3本发明微带传输结构的示意图，所述微带传输结构103包括微带线1032、匹配贴片1033、匹配环1034、金属连接柱1035及介质板1036，且微带线1032的两侧以微带线轴对称各设置两个第三金属探针1031，用于防止电磁波泄露，所述微带线1032以开槽方式嵌入介质板1036的表面。
进一步参考图4本发明波导过渡传输结构的金属底板示意图，相应的，在金属底板102的内表面对应微带传输结构103的位置设置第四金属探针1021，用于配合第三金属探针1031防止电磁波泄露，在所述第四金属探针1021及第二金属探针1022围合组成的波导传输腔1023内设置匹配块1024，所述匹配块1024的长度Bl=0.58mm，宽度Bw=0.32 mm，高度Bh=0.57 mm，用于调节传输匹配。在波导口处探针上设置波导口探针增高1025，所述波导口探针增高1025的高度为0.1mm，用以防止电磁波泄露。
优选的，匹配贴片1033及匹配环1034的形状是矩形、椭圆形、T型、十字型、哑铃型的任一种，所述的金属连接柱1035是长方体、正方体、圆柱体、棱柱形或三角锥的任一种。
特别的，金属顶板101作为微带传输结构103的接地与介质板1036紧密贴合，所述介质板1036采用介质材料制成，例如既具有介电性质又有磁性质、且介电参数与导磁参数能在较宽的电磁波频带及较宽的温度范围下保持稳定的介质材料，本发明对此不做限制。
优选的，第二金属探针1022的排列周期a小于一个标准电磁波波长，第二金属探针1022的高度d为工作电磁波波长的四分之一，所述第四金属探针1021及第二金属探针1022围合组成波导传输腔1023，所述波导传输腔1023的宽度w为2.4mm。
特别的，本发明的第一金属探针1011端部、第二金属探针1022端部、第三金属探针1031端部、第四金属探针1021端部均与波导的波形相距0.3mm. 本领域技术人员可以理解的是，该距离可以不局限于此，可以根据实际需求进行微调，本发明对此不做限制，所述波导是周期性的开缝波导或封闭波导的任一种。
图5为本发明波导过渡传输结构的仿真反射系数图，当电磁波频率从93.6GHz到94.4GHz逐渐增加时，反射系数均低于-10dB，特别当电磁波频率为94GHz时，反射系数低于-30dB，达到最优效果。
采用本发明的波导过渡传输结构，不仅可以完成电磁场传输结构转换功能，还具有传输损耗小，回波损耗小，装卸容易，一致性好，便于加工等优点。
Claims (13)
1.一种波导过渡传输结构，其特征在于，包括金属顶板、金属底板及设置于金属顶板内侧的微带传输结构，所述金属顶板的内侧设置复数个第一金属探针，所述金属底板的内表面设置复数个第二金属探针，所述第一金属探针与第二金属探针一一对应且相向设置。
2.如权利要求1所述的波导过渡传输结构，其特征在于，所述微带传输结构包括微带线、匹配贴片、匹配环、金属连接柱及介质板，所述微带线的两侧以微带线轴对称各设置两个第三金属探针，所述微带线以开槽方式嵌入介质板的表面。
3.如权利要求2所述的波导过渡传输结构，其特征在于，所述金属底板的内表面对应微带传输结构的位置设置第四金属探针，用于配合第三金属探针并防止电磁波泄露。
4.如权利要求3所述的波导过渡传输结构，其特征在于，所述第四金属探针及第二金属探针围合组成的波导传输腔的宽度为2.4mm。
5.如权利要求3所述的波导过渡传输结构，其特征在于，所述第四金属探针及第二金属探针围合组成的波导传输腔内进一步设置匹配块用于调节传输匹配，所述匹配块的长度Bl=0.58mm，宽度Bw=0.32 mm，高度Bh=0.57 mm。
6.如权利要求5所述的波导过渡传输结构，其特征在于，所述波导传输腔在波导口处探针上设置波导口探针增高防止电磁波泄露，所述波导口探针增高的高度为0.1mm。
7.如权利要求3所述的波导过渡传输结构，其特征在于，所述第一金属探针端部、第二金属探针端部、第三金属探针端部、第四金属探针端部均与波导的波形相距0.3mm产生高阻抗表面阻止电磁波外泄，所述波导是周期性的开缝波导或封闭波导的任一种。
8.如权利要求2所述的波导过渡传输结构，其特征在于，所述匹配贴片及匹配环的形状是矩形、椭圆形、T型、十字型、哑铃型的任一种。
9.如权利要求2所述的波导过渡传输结构，其特征在于，所述金属连接柱的形状是长方体、正方体、圆柱体、棱柱形或三角锥的任一种。
10.如权利要求2所述的波导过渡传输结构，其特征在于，所述金属顶板与介质板紧密贴合。
11.如权利要求2所述的波导过渡传输结构，其特征在于，所述介质板采用介质材料制成。
12.如权利要求1所述的波导过渡传输结构，其特征在于，所述第二金属探针的排列周期小于一个标准电磁波波长，第二金属探针的高度为工作电磁波波长的四分之一。
13.如权利要求1所述的波导过渡传输结构，其特征在于，所述金属顶板及金属底板的尺寸均为长度9.3mm，宽度5.6mm，高度0.22mm。
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