本發(fā)明涉及一種微波收發(fā)模塊中的射頻信號過渡結(jié)構(gòu)，特別涉及一種非均勻微帶線至帶狀線過渡結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

電子信息系統(tǒng)的多功能化、小型化、短開發(fā)周期與低成本是系統(tǒng)用戶不斷提出的要求，也一直是其發(fā)展方向。以個人移動通信為例，手機的尺寸從90年代的“磚塊”縮小到現(xiàn)在的名片盒大小，功能從當(dāng)時的單純通話擴展到現(xiàn)在語音、數(shù)據(jù)、多媒體、英特網(wǎng)、拍照和MP3等。軍用電子信息系統(tǒng)(如星載信息獲取與處理系統(tǒng))的多功能化與小型化更是關(guān)注的焦點。

微帶線是一種不均勻介質(zhì)填充的傳輸線，它雖不能傳播真正的TEM模，它的傳輸?shù)哪Ｊ脚cTEM模十分相似。在現(xiàn)在諸多的微波模塊中，有源器件通常放置于電路板表面金屬上，器件間多采用微帶線進行互相連接，為了便于安裝和調(diào)試，節(jié)省電路的布線面積，實現(xiàn)小型化設(shè)計，往往將直流偏置網(wǎng)絡(luò)、無源電路等埋置在多層基板的內(nèi)部，而帶狀傳輸線由于其自身的結(jié)構(gòu)與設(shè)計特點，具有較好屏蔽特性。如何實現(xiàn)表面射頻層微帶線和中間帶狀線之間的信號互連傳輸，便成為微波模塊設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)之一。

經(jīng)對現(xiàn)有的微帶至帶狀線轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)進行檢索后發(fā)現(xiàn)，如信息通信2016年第2期發(fā)表(KU波段LTCC基板微帶到帶狀線垂直互聯(lián)設(shè)計)，IEEE TRANS.ON MICROWAVE AND THEORY TECHNOLOGY第53卷中發(fā)表的(High Performances of Shielded LTCC Vertical Transitions From DC to 50GHz)，二者皆通過加載LTCC工藝實現(xiàn)均勻微帶線至帶狀線的過渡結(jié)構(gòu)，但是其結(jié)構(gòu)無法適用于非均勻微帶線結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提出一種非均勻微帶線至帶狀線過渡結(jié)構(gòu)，在多層介質(zhì)層結(jié)構(gòu)中，在不同層數(shù)介質(zhì)厚度上加工實現(xiàn)不同的微帶線，通過調(diào)整信號盲孔周圍的空隙，從而實現(xiàn)所需的工作帶寬。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明提供一種非均勻微帶線至帶狀線過渡結(jié)構(gòu)，其包括：金屬層以及介質(zhì)層，所述金屬層的層數(shù)為N，N≥4，N層所述金屬層依次堆疊設(shè)置，所述介質(zhì)層的層數(shù)為N-1，所述介質(zhì)層設(shè)置于每相鄰兩層所述金屬層之間；

還包括：非均勻輸入微帶線、非均勻輸出微帶線、帶狀線、圓形槽以及信號盲孔；

所述非均勻輸入微帶線及所述非均勻輸出微帶線設(shè)置于第一層所述金屬層上；

當(dāng)所述金屬層的層數(shù)N＝4時，所述帶狀線設(shè)置于第三層所述金屬層上，所述圓形槽設(shè)置于第二層所述金屬層上；

當(dāng)所述金屬層的層數(shù)N>4時，所述帶狀線設(shè)置于第三層所述金屬層至第N-1層所述金屬層之間的任意一層所述金屬層上，所述圓形槽設(shè)置于第二層金屬層至所述帶狀線所在的金屬層之間的任意一層所述金屬層上；

所述信號盲孔用于連接所述帶狀線與所述非均勻輸入微帶線，以及連接所述微帶線與所述非均勻輸出微帶線。

較佳地，非均勻微帶線至帶狀線過渡結(jié)構(gòu)還包括：金屬化過孔，所述金屬化過孔設(shè)置于所述非均勻輸入微帶線和/或所述非均勻輸出微帶線的兩側(cè)。

較佳地，非均勻微帶線至帶狀線過渡結(jié)構(gòu)還包括：焊盤，所述焊盤用于加載電容補償，所述電容補償與所述信號盲孔相連。

較佳地，所述圓形槽為在所述金屬層上刻蝕形成的。

較佳地，所述非均勻輸入微帶線以及所述非均勻輸出微帶線的一端懸空，用于焊接SMA接頭進行測試。

較佳地，所述圓形槽的寬度用于調(diào)節(jié)駐波特性。

較佳地，所述非均勻輸入微帶線的寬度、所述非均勻輸出微帶線的寬度以及所述帶狀線的寬度用于調(diào)節(jié)其各自的特征阻抗。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

(1)本發(fā)明提供的非均勻微帶線至帶狀線過渡結(jié)構(gòu)，設(shè)置了多層金屬層和多層介質(zhì)層結(jié)構(gòu)，可在不同介質(zhì)厚度的介質(zhì)層上加工實現(xiàn)不同的微帶線，通過調(diào)整信號盲孔周圍的空隙，從而實現(xiàn)所需的工作帶寬；

(2)本發(fā)明的非均勻微帶線至帶狀線過渡結(jié)構(gòu)，采用非均勻微帶線方法，其靈活性強，可擴展性強，應(yīng)用場合廣；

(3)本發(fā)明的非均勻微帶線至帶狀線過度結(jié)構(gòu)，可在信號盲孔上加載焊盤，用于加載電容補償，可改善駐波特性。

當(dāng)然，實施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時達到以上所述的所有優(yōu)點。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作進一步說明：

圖1為本發(fā)明的實施例的非均勻微帶線至帶狀線過渡結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的實施例的非均勻微帶線至帶狀線過渡結(jié)構(gòu)的俯視透視圖；

圖3為本發(fā)明的實施例的非均勻微帶線至帶狀線過渡結(jié)構(gòu)的尺寸標(biāo)示圖；

圖4為圖3中的r1變化時，過渡結(jié)構(gòu)的輸入端口到輸出端口的傳輸特性|S21|曲線變化情況；

圖5為圖3中的r2變化時，過渡結(jié)構(gòu)的輸入端口到輸出端口的傳輸特性|S21|曲線變化情況；

圖6為本發(fā)明的實施例的過渡結(jié)構(gòu)測試的窄帶傳輸結(jié)構(gòu)圖；

圖7為本發(fā)明的實施例的過渡結(jié)構(gòu)的回波損耗結(jié)果圖。

標(biāo)號說明：1-金屬層，2-介質(zhì)層，3-非均勻輸入微帶線，4-非均勻輸出微帶線，5-帶狀線，6-信號盲孔，7-圓形槽，8-金屬化過孔，9-焊盤。

具體實施方式

下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。

結(jié)合圖1-圖7，對本發(fā)明的非均勻微帶線至帶狀線過渡結(jié)構(gòu)進行詳細描述，其包括：金屬層以及介質(zhì)層，金屬層的層數(shù)為N，N≥4，N層金屬層依次堆疊設(shè)置，介質(zhì)層的層數(shù)為N-1，介質(zhì)層設(shè)置于每相鄰兩層金屬層之間；還包括：非均勻輸入微帶線、非均勻輸出微帶線、帶狀線、圓形槽以及信號盲孔；非均勻輸入微帶線及非均勻輸出微帶線設(shè)置于第一層金屬層上；當(dāng)金屬層的層數(shù)N＝4時，帶狀線設(shè)置于第三層金屬層上，圓形槽設(shè)置于第二層金屬層上；當(dāng)金屬層的層數(shù)N>4時，帶狀線設(shè)置于第三層金屬層至第N-1層金屬層之間的任意一層金屬層上，圓形槽設(shè)置于第二層金屬層至帶狀線所在的金屬層之間的任意一層金屬層上；信號盲孔的垂直投影位于圓形槽的垂直投影內(nèi)，信號盲孔用于連接帶狀線與非均勻輸入微帶線，以及連接微帶線與非均勻輸出微帶線。

本實施例以六層金屬層1為例，介質(zhì)層2為五層，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，非均勻輸入微帶線3以及非均勻輸出微帶線4設(shè)置在第一層金屬層1上，帶狀線5設(shè)置在第四層金屬層上，圓形槽7設(shè)置在第二層金屬層1上，信號盲孔6連接非均勻輸入微帶線3與帶狀線5以及連接非均勻輸出微帶線4與帶狀線5。本實施例中還設(shè)置有金屬化過孔8，金屬化過孔8設(shè)置于非均勻輸入微帶線3和非均勻輸出微帶線4的周圍，用于屏蔽信號，提高傳輸特性。本實施例中還設(shè)置有焊盤9，焊盤9加載在信號盲孔6上，用于加載電容補償，與信號盲孔6連接，可改善駐波。

本實施例中，非均勻輸入微帶線3和非均勻輸出微帶線4的一端懸空，用于焊接SMA接頭來進行測試。

不同實施例中，當(dāng)帶狀線5設(shè)置于第四層金屬層上時，圓形槽7還可設(shè)置于第三層金屬層上；帶狀線5也可設(shè)置在第五層金屬層上，當(dāng)設(shè)置在第五層上時，圓形槽7可設(shè)置在第二層、也可設(shè)置在第三層，還可設(shè)置在第四層。

如圖3給出了本實施例的過渡結(jié)構(gòu)的尺寸標(biāo)示圖，包括：圓形槽的直徑r1，焊盤的直徑r2，信號盲孔的直徑r3、帶狀線5的寬度w1，非均勻輸入微帶線3的寬度w2以及非均勻輸出為微帶線4的寬度w3，這些尺寸對濾波器的特性都有一定的影響，可以根據(jù)需要進行不同的設(shè)置。

如圖4-5所示，分別給出了隨著r1、r2變化時，非均勻微帶線至帶狀線的過渡結(jié)構(gòu)的輸入端口到輸出端口的傳輸特性|S21|曲線變化情況，即駐波變化特性。隨著r1變大時，信號通過盲孔的帶寬則越大，駐波越好；隨著r2變大時，加載在信號孔上的電容加大，駐波越好。

如圖6、7分別給出了測試的窄帶傳輸和回波損耗結(jié)果，在所測頻段內(nèi)，插損小于0.4dB，駐波大于20dB，結(jié)果優(yōu)異。

此處公開的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，本說明書選取并具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實際應(yīng)用，并不是對本發(fā)明的限定。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在說明書范圍內(nèi)所做的修改和變化，均應(yīng)落在本發(fā)明所保護的范圍內(nèi)。