毫米波矩形同軸線與微帶線的過渡轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明設(shè)計了一種適用于毫米波頻段范圍內(nèi)矩形同軸線與微帶線的過渡轉(zhuǎn)換電路，具體地說，是設(shè)計一種垂直轉(zhuǎn)換及相應補償結(jié)構(gòu)的矩形同軸線與微帶線過渡轉(zhuǎn)換電路。
【背景技術(shù)】
[0002]矩形同軸線與微帶線是微波毫米波頻段重要的傳輸線結(jié)構(gòu)。為了實現(xiàn)同軸線中TEM模與微帶線中準TEM模之間的轉(zhuǎn)換，就需要設(shè)計一種轉(zhuǎn)換電路。目前，同軸線與微帶線之間的轉(zhuǎn)換電路一般有兩種形式:平行轉(zhuǎn)換和垂直轉(zhuǎn)換。在傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)中，都是將同軸線內(nèi)導體與微帶線的導帶直接連接。目前工作于50?70GHz頻段內(nèi)的矩形同軸線與微帶線之間的過渡轉(zhuǎn)換電路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種比現(xiàn)有技術(shù)方案性能更好的矩形同軸與微帶過渡轉(zhuǎn)換電路，對垂直轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)引入補償來實現(xiàn)對轉(zhuǎn)換電路性能的優(yōu)化，具有插入損耗小、駐波特性好、頻帶寬的特點。
[0004]為實現(xiàn)以上的效果，本發(fā)明采用的具體方案如下:
[0005]在矩形同軸線底部添加一塊金屬板。
[0006]在微帶線金屬接地板與外加金屬板之間利用金屬柱連接，實現(xiàn)對微帶線的支撐，同時也實現(xiàn)微帶線的金屬接地板與同軸線的外導體可靠連接。
[0007]在微帶線與矩形同軸線連接的位置，矩形同軸線密封，并在上部開孔。將微帶線置于矩形同軸線上方，除去正對矩形同軸線開孔處的金屬接地板。
[0008]在矩形同軸線內(nèi)導體的尾端上方的垂直方向上，通過在微帶線上打通孔和添加直徑略小于矩形同軸線內(nèi)導體寬度的金屬柱，將同軸線內(nèi)導體與微帶線的導帶相連。
[0009]同軸線內(nèi)導體與微帶線導帶的連接引入了電感，這就影響了轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的性能。
[0010]在微帶線導帶上距離連接結(jié)構(gòu)一定距離處添加一個厚度與導帶相同的金屬條，引入等效電容，與引入的等效電感形成如圖3的濾波結(jié)構(gòu)，補償轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)中引入的電感。
[0011]金屬條的添加可以改善過渡轉(zhuǎn)換電路端口的駐波特性。
[0012]與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明引入的補償結(jié)構(gòu)，對現(xiàn)有的垂直轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化。經(jīng)過測試，本發(fā)明所提出的過渡轉(zhuǎn)換電路，在55?65GHz的頻率范圍內(nèi)，插入損耗小于0.5dB，回波損耗優(yōu)于18dB。由此可知，本發(fā)明已經(jīng)很好地實現(xiàn)了電磁信號在矩形同軸線與微帶線之間的傳輸，為微波毫米波頻段的矩形同軸線與微帶線之間的工程設(shè)計提供了更好的選擇方案。
[0013]本發(fā)明設(shè)計簡單，方便調(diào)試，而且性能穩(wěn)定，主要應用于微波頻段的電磁信號的傳輸，特別是應用于矩形同軸線-微帶線的過渡、傳輸。
【附圖說明】
[0014]圖1是矩形同軸線與微帶線轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的俯視圖。
[0015]圖2是矩形同軸線與微帶線轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的側(cè)面剖視圖。
[0016]圖3是處理后的微帶線的金屬接地板的示意圖。
[0017]圖4是矩形同軸線與微帶線轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)中的補償結(jié)構(gòu)的等效電路圖。
[0018]圖5是本設(shè)計的仿真結(jié)果示意圖。
其中為同軸線外導體，2為微帶線導帶，3為補償金屬條，4為通孔上方金屬，5為連接金屬柱，6為通孔，7為同軸線內(nèi)導體，8為微帶線支撐金屬柱，9為同軸線內(nèi)導體支撐，10為通孔下方金屬，11為微帶線接地金屬板。
實施例
[0019]矩形同軸線與微帶線之間的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，如圖1、圖2和圖3所示。
[0020]本設(shè)計中矩形同軸線與微帶線的特性阻抗都為。
[0021]如圖1所示，將微帶線置于同軸線上方，并使微帶線的接地金屬板與同軸線外導體可靠電連接。
[0022]如圖2所示，在同軸線一端添加金屬壁，使同軸線這一端形成封閉結(jié)構(gòu)，在與微帶線連接處的同軸線的上方開方孔。
[0023]使用較大的若干個金屬柱將微帶線接地金屬板與接地金屬板相連，支撐微帶線。
[0024]如圖3所示，在微帶線接地金屬板上正對同軸線開孔的位置開槽，在開槽的中心保留一個正方形金屬板。
[0025]在同軸線內(nèi)導體上方添加一個直徑略小于同軸線內(nèi)導體的金屬柱，使其與微帶線接地金屬板開槽中心金屬板相連。
[0026]微帶線接地金屬板開槽中心金屬板上方的微帶線介質(zhì)層中打通孔，使得同軸線內(nèi)導體與微帶線導帶連接。
[0027]在距離通孔上層金屬一段距離上添加補償金屬條，金屬條厚度與微帶線導帶厚度相等，調(diào)節(jié)金屬條的距離及尺寸，使其在相應的頻段內(nèi)具有良好的電電磁學特性。
【主權(quán)項】
1.毫米波矩形同軸線與微帶線的過渡轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，包括:微帶線(I)、矩形同軸線(2)、連接金屬柱(3)、微帶線介質(zhì)通孔(4)、通孔外延金屬(5)、補償金屬條(6)、金屬載體(7)和微帶支撐金屬柱⑶；通過在微帶線⑴介質(zhì)上打通孔⑷和同軸線⑵上開槽后添加連接金屬柱(3)連接微帶線(I)的導帶和矩形同軸線(2)內(nèi)導體，并通過補償金屬條(5)實現(xiàn)轉(zhuǎn)換性能的優(yōu)化。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矩形同軸線與微帶線的過渡轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，其特征在于:通過使用微帶支撐金屬柱(8)實現(xiàn)對微帶線(I)的機械支撐。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矩形同軸線與微帶線的過渡轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，其特征在于:通孔(4)與連接金屬柱(3)之間添加的通孔外延金屬(5)金屬形狀可為矩形和圓形，確保連接的可靠性。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矩形同軸線與微帶線的過渡轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，其特征在于:沿微帶線⑴導帶方向上距離通孔(4)2?5倍微帶線⑴寬度的位置添加補償金屬條(5)，金屬條形狀可以為圓形、扇形、矩形。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種矩形同軸線與微帶的過渡轉(zhuǎn)換電路，屬于微波毫米波在矩形同軸線-微帶之間過渡轉(zhuǎn)換技術(shù)。該過渡轉(zhuǎn)換電路包括金屬載體、微帶線、微帶線支撐金屬柱、矩形同軸線、連接金屬柱、微帶線介質(zhì)通孔、補償金屬條。本發(fā)明基于微帶補償結(jié)構(gòu)與LC濾波的原理，實現(xiàn)了矩形同軸線與微帶線兩者之間的電磁信號傳輸，具有設(shè)計巧妙、結(jié)構(gòu)簡單、方便調(diào)試、插入損耗小、駐波特性好的特點。
【IPC分類】H01P5/08
【公開號】CN104953221
【申請?zhí)枴緾N201510251591
【發(fā)明人】李秀萍, 馮魏巍, 李南, 朱華
【申請人】北京郵電大學
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年5月18日