CN202231136U - 共面波导微波延迟线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及1个4波长和1个16波长共面波导微波延迟线。该微波延迟线包括陶瓷介质板，在其一侧面上设有信号线，信号线的两侧为等宽的缝隙，两侧缝隙外部的陶瓷介质板上均为金属层，沿着信号线两侧缝隙的外部金属层上均布设有金属化孔。陶瓷介质板的另一侧面上设有底面金属层，金属化孔的两端分别连接着金属层和底面金属层。本实用新型可以解决在极小的空间内实现5位可控制延时，可以设计16λ或更大波长的延时单元，并且线间的耦合较小；实现宽频带特性；可适用于任何频段；可扩展成任意位数时延；抗干扰能力强；共面波导结构以及合理的布线效果成功地解决了腔体谐振、线间和单元间的强耦合问题；相位和时延成比例关系易于计算。

Description

共面波导微波延迟线

技术领域

本实用新型属于微波技术领域，具体涉及一种陶瓷介质板制作的共面波导微波延迟线。

背景技术

微波延迟线是一种在微波与射频电路中广泛使用的无源器件，其指标的好坏直接影响整机的性能。目前有多种用于实际工程的延迟线，均存在一些缺点。例如：最早应用的传输线是同轴电缆延迟线，其最大的缺点在于体积大，重量重，当延迟时间较长时损耗极大，不易与其它微波器件集成设计；另一种微波超声波延迟线，此延迟线在设计时需要宽带响应平坦的双端换能器，且工作频率不高，使其使用也受到限制；光纤延迟线设计复杂，成本高；右手传输线做成的延迟线在延迟时间较大时体积和损耗较大，在小体积下线与线之间、单元与单元之间的耦合较强，在频率较高时很容易产生腔体谐振，引起相位失真；左、右手传输线相结合的做法可以使延迟线体积做小，但是腔体谐振带来的相位非线性，且带宽较窄无法满足现有指标要求。

发明内容

本实用新型提供一种共面波导结构的延迟线，该延迟线具有体积小、重量轻、损耗低、抗干扰性强的特点，用陶瓷基板薄膜工艺制作，具有精度高、可靠性高、成本低廉等优点。

具体的技术解决方案如下：

共面波导微波延迟线包括陶瓷介质板，陶瓷介质板5的一侧面上设有线宽为W的信号线3，信号线的两侧为等宽的缝隙G，两侧的缝隙G外部的陶瓷介质板上均为金属层2，沿着信号线3两侧缝隙G的外部金属层上均布设有金属化通孔1；陶瓷介质板5的底面设有底面金属层4，金属化孔1的两端分别连接着金属层2和底面金属层4；信号线3与金属化孔1和陶瓷介质板5两侧面的金属层2、底面金属层4有机连接在一起，形成一个共面波导结构。实现微波信号的单模传输。实现较小空间内的紧密布线，不影响其较佳的微波性能，可制作各种有源或无源微波器件，最直接的用法用于固定时延的微波延迟线，如4波长、16波长等延时线。

信号线的形状为折线形或圆盘形或蛇形，信号线的输入端口阻抗和输出端口阻抗均为50欧姆。

本实用新型同一侧的相邻两个金属化孔之间的距离为自身直径的4～5 倍，金属化孔自身直径为0.25～0.3mm，陶瓷片自身的特点决定了孔径不宜过大、孔距不宜过密，也不宜过疏。孔距过密会变成集成波导，过疏会使微波泄漏，引起线间的强耦合。根据本实用新型做的大量实验得到金属化孔直径一般在0.25～0.3mm，间距为直径的4～5倍左右。

两排金属化孔根据共面波导延迟线的布线形状平行排在信号线的两边，在共面波导延迟结构中，微波信号线的长度决定延迟线的延迟效果。

本实用新型的实用效果是：实现了平面集成技术，可将多个共面波导延迟线级联，同时具有频率高、工作带宽、***损耗小、弱色散等特性。平面集成技术，可将共面波导延迟线与其它器件相连而不影响整个***的性能。利用本实用新型制作了一个5位可控延迟线，其最大的延迟量为32波长，并且1波长步进可调,体积仅有微带延迟线的1/3,解决了腔体谐振、线间或单元间的强耦合、使延时和相位都非常准确等问题。由于5位可控延迟线的设计较复杂，本实用新型仅提供一种5位共面波导微波延迟线的基本延时单元。该基本延时单元也可作为单个延迟线使用在需要固定延时的微波电路中。

本实用新型的有益技术效果体现在以下方面：

1、本实用新型可以解决在极小的空间内实现5位延时，可以设计成1λ、2λ、4λ、8λ、16λ的延时线组合使用，并且线间的耦合较小；

2、实现宽频带特性，共面波导结构可实现TEM模或准TEM模传输，色散弱的特点，从而在制作延时线方面由于同轴电缆同样的延时效果，但集成度可大大提高，体积大大减小，重量减轻，可靠性方面大大提高；

3、可适用于任何频段；

4、可扩展成任意位数时延，本实施例中主要介绍2种固定时延的延迟线，根据其特点还可用在可控的微波电路中，用微波开关将基本延迟线进行组合，实现可控的延迟组件，控制位数根据实际使用需要进行选择；

5、抗干扰能力强，金属化通孔组成的共面波导延迟线最大的优点就是减小由于体积过小而引起的线间强耦合，以及延迟线组合使用时单元与单元之间的相互干扰；

6、弱色散，相位和时延成比例关系易于计算。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为4波长延迟线的正面电路图。

图3为图2的后视图。

图4为16波长延迟线的正面电路图。

图5为图4的后视图。

上图中序号：金属化孔1、金属层2、信号线3、底面金属层4、陶瓷介质板5。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步地描述。

实施例1：

参见图2、图3，给出了4波长共面波导延迟线的应用实例。共面波导微波延迟线包括陶瓷介质板5，陶瓷介质板5的一侧面上设有内导体或信号线3，信号线由一根以上横置的弓字形导线和一根以上竖置的弓字形导线串联组成，信号线3的宽度W为0.12mm。信号线3的两侧为等宽的缝隙G，缝隙G的宽度为0.09mm。两侧的缝隙G外部的陶瓷介质板上均为金属层2，沿着信号线3两侧缝隙G的外部金属层2上均布设有金属化孔1；金属化孔的直径为0.25 mm，金属化孔1与缝隙G之间的间距为0.5 mm，相邻金属化孔之间的孔间距为1.0 mm。陶瓷介质板5的另一侧面上设有底面金属层4，金属化孔1的两端分别连接着金属层2和底面金属层4。

信号线3的输入端口阻抗和输出端口阻抗均为50欧姆，可直接集成焊接在其它微波电路中使用，当信号线3过细时，可转换成微带线，用SMA接头安装在延迟线盒体内或直接安装在介质基板的侧壁上使用。

采用陶瓷基板薄膜工艺制作，具有精度高、可靠性高等优点。

在X波段，16波长***损耗小于5dB，延时相位误差小于±4⁰，驻波小于1.35。

实施例2：

参见图4和图5，为16波长共面波导延迟线的应用实例。

Claims (3)

1.共面波导微波延迟线，包括陶瓷介质板，其特征在于：所述陶瓷介质板（5）的一侧面上设有线宽为W的信号线（3），信号线的两侧为等宽的缝隙G，两侧的缝隙G外部的陶瓷介质板上均为金属层（2），沿着信号线（3）两侧缝隙G的外部金属层上均布设有金属化通孔（1）；陶瓷介质板（5）的底面设有底面金属层（4），金属化孔（1）的两端分别连接着金属层（2）和底面金属层（4）；信号线（3）与金属化孔（1）和陶瓷介质板（5）两侧面的金属层（2）、底面金属层（4）有机连接在一起，形成一个共面波导结构。

2.根据权利要求1所述的共面波导微波延迟线，其特征在于：所述信号线（3）的形状为折线形或圆盘形或蛇形，信号线（3）的输入端口阻抗和输出端口阻抗均为50欧姆。

3.根据权利要求1所述的共面波导微波延迟线，其特征在于：所述金属化孔的直径为0.25～0.3mm，金属化孔与缝隙G之间的间距为金属化孔直径的2～2.5 倍，相邻金属化孔之间的孔间距为金属化孔直径的4～5 倍。

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