范的國(guó)標(biāo)號(hào)是 GB-Tl 1449. 2-1989。為了方便對(duì)準(zhǔn)上下兩個(gè)金屬殼體，也需要在上下殼體相應(yīng)位置開(kāi)螺紋 孔和銷釘孔以緊密連接上下殼體。
[0047] 實(shí)例
[0048] 本實(shí)例為適用于V波段，即50GHz-75GHz的波導(dǎo)-梯形減高過(guò)渡-基片集成波導(dǎo) 轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)。為了便于測(cè)試，本實(shí)施例設(shè)計(jì)的是背靠背結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)-梯形減高過(guò)渡-基片 集成波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器。基片集成波導(dǎo)PCB同樣也是背靠背結(jié)構(gòu)，兩端各有相同的梯形延伸介質(zhì)。 考慮到高頻裸片等仍需與微帶進(jìn)行金絲鍵合，在上金屬殼體增加空氣腔結(jié)構(gòu)，方便擴(kuò)展增 加基片集成波導(dǎo)到微帶線的轉(zhuǎn)接。
[0049] 特制波導(dǎo)1的上金屬殼體2尺寸為22. OmmX30.0 mmX 10. 7mm，下金屬殼體3 尺寸為20.0mmX34.8mmX9· 3mm，材質(zhì)均為銅，上金屬殼體中央增加空氣腔結(jié)構(gòu)，尺寸 為8. OmmX8. OmmX 3. 5mm。減高波導(dǎo)槽在下底面投影呈梯形，兩底邊分別為3. 795mm以 及4. 4mm，縱向長(zhǎng)度為12mm，波導(dǎo)口端面垂直高度為L(zhǎng) 61mm ;特制波導(dǎo)1的波導(dǎo)口尺寸為 I. 88mmX 3. 759mm ;基片集成波導(dǎo)4的兩排金屬化通孔列的中心線之間的距離為2. 7mm，兩 側(cè)各垂直延伸出三個(gè)金屬化通孔；相鄰?fù)字行拈g距為0. 6mm，通孔直徑為0. 4mm ;頂層和 底層金屬層厚度均為〇. 〇18mm ;梯形延伸介質(zhì)的梯形面上下底邊分別為1mm和4_，高度為 5. 5mm ;所用PCB板材為Rogers 5880,介質(zhì)厚度為0. 254mm，相對(duì)介電常數(shù)是2. 2 ;在特制波 導(dǎo)1的側(cè)面開(kāi)螺紋孔和銷釘孔，所述各個(gè)孔的大小和位置與V波段的標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)法蘭盤中相 應(yīng)孔的大小和位置相同，以便和測(cè)試波導(dǎo)相接，所述V波段標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)法蘭盤的規(guī)范見(jiàn)國(guó)標(biāo) GB-T11449. 2-1989 ;在特制波導(dǎo)1上下殼體相對(duì)地開(kāi)螺紋孔和銷釘孔以方便對(duì)準(zhǔn)固定金屬 殼體2和金屬殼體3。
[0050] 本實(shí)施例的仿真S參數(shù)見(jiàn)圖5。結(jié)果顯示，該轉(zhuǎn)換器工作頻段為V波段，整個(gè)V波 段內(nèi)反射系數(shù)<_15dB，插入損耗〈0. 3dB，相對(duì)帶寬達(dá)到40% (50GHz-75GHz)。本實(shí)施例實(shí) 現(xiàn)了寬頻帶、低插入損耗、低反射系數(shù)的工作于V波段的矩形金屬波導(dǎo)-梯形減高過(guò)渡-基 片集成波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器。
[0051] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種矩形波導(dǎo)-梯形減高過(guò)渡-基片集成波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器，其特征在于：包括特制波導(dǎo) (1)和基片集成波導(dǎo)（4)，所述特制波導(dǎo)（1)包括上下兩個(gè)金屬殼體，上金屬殼體（2)開(kāi)設(shè) 有減高波導(dǎo)槽（11)，而下金屬殼體（3)開(kāi)有與基片集成波導(dǎo)（4)匹配的基片槽（12);所述 基片集成波導(dǎo)（4)包括矩形基片和第一梯形基片，且第一梯形基片的長(zhǎng)底邊與矩形基片的 一端相連接；所述第一梯形基片右上到下依次設(shè)置有梯形延伸介質(zhì)（10)、梯形金屬層；所 述矩形基片包括右上到下依次設(shè)置的頂層金屬層巧）、介質(zhì)基片化）、底層金屬層（7)，且在 該矩形基片上設(shè)置有金屬化通孔（8)，所述金屬化通孔（8)包括縱向通孔部分（13)W及橫 向通孔部分（14);所述縱向通孔部分（13)包括兩排相互平行的第一排金屬化通孔，且第一 排金屬化通孔與第一梯形基片的平行邊相互垂直；所述橫向通孔部分（14)包括兩排在同 一條線上的第二排金屬化通孔，所述第二排金屬化通孔設(shè)置在相互平行的第一排金屬化通 孔的外側(cè)，且與相鄰的第一排金屬化通孔的頂端相交，同時(shí)所述第二排金屬化通孔與第一 梯形基片的平行邊相平行；所述基片集成波導(dǎo)（4)設(shè)置于基片槽（12)中，且上下兩個(gè)金屬 殼體相互合上，所述減高波導(dǎo)槽（11)端面與基片槽（12)端面組成一個(gè)波導(dǎo)口，完成矩形波 導(dǎo)到基片集成波導(dǎo)的轉(zhuǎn)換。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的矩形波導(dǎo)-梯形減高過(guò)渡-基片集成波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器，其特征在 于：所述矩形基片與第一梯形基片相連接相對(duì)的另一端設(shè)置有第二梯形基片，且在該端的 矩形基片上設(shè)置有兩排在同一條線上的第Ξ排金屬化通孔，所述第Ξ排金屬化通孔設(shè)置在 相互平行的第一排金屬化通孔的外側(cè)，且與相鄰的第一排金屬化通孔的頂端相交，同時(shí)所 述第Ξ排金屬化通孔與第二梯形基片的平行邊相平行。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的矩形波導(dǎo)-梯形減高過(guò)渡-基片集成波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器，其特征在 于：所述特制波導(dǎo)（1)的波導(dǎo)口一端截面尺寸與對(duì)應(yīng)頻段工作的標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)的波導(dǎo)口內(nèi)截面 尺寸相同；所述減高波導(dǎo)槽（11)垂直高度從波導(dǎo)口端面漸變減小至零，另一端面與梯形延 伸介質(zhì)（10)長(zhǎng)底邊相接，而橫向?qū)挾葟牟▽?dǎo)口寬度漸變至大于梯形延伸介質(zhì)（10)長(zhǎng)底邊 長(zhǎng)度；所述基片槽（12)的垂直方向深度與基片集成波導(dǎo)（4)的厚度相同，橫向?qū)挾葟牟▽?dǎo) 口寬度漸變至減高波導(dǎo)槽（11)端面橫向?qū)挾取?. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的矩形波導(dǎo)-梯形減高過(guò)渡-基片集成波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器，其特征在 于：用填充相同介質(zhì)的矩形金屬波導(dǎo)來(lái)等效所述的基片集成波導(dǎo)；所述基片集成波導(dǎo)與填 充相同介質(zhì)的矩形波導(dǎo)之間的等效波導(dǎo)寬度的計(jì)算公式為：其中，S為相鄰兩個(gè)金屬化通孔中屯、距離，d為金屬化通孔直徑，Wsiw為所述基片集成波 導(dǎo)（4)的縱向通孔部分（13)的兩排第一排金屬化通孔的兩排中屯、線之間的距離，W?。為相 應(yīng)的等效填充介質(zhì)矩形波導(dǎo)的內(nèi)截面寬邊的長(zhǎng)度； 或者，當(dāng)相鄰兩個(gè)金屬化通孔中屯、距離S足夠小，所述等效波導(dǎo)寬度的計(jì)算公式為：5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的矩形波導(dǎo)-梯形減高過(guò)渡-基片集成波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器，其特征在 于：當(dāng)工作頻率在f。到2f。之間時(shí)，基片集成波導(dǎo)單模傳輸，只傳輸準(zhǔn)TE1。模；其中，主模截 止頻率為?準(zhǔn)TEio模的截止波長(zhǎng)λc= 2W?g，c為電磁波在自由空間的 傳播速度，μf為介質(zhì)基片相對(duì)磁導(dǎo)率，非磁性介質(zhì)μr= 1，εf為介質(zhì)基片的相對(duì)介電常 數(shù)。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的矩形波導(dǎo)-梯形減高過(guò)渡-基片集成波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器，其特征在 于：所述梯形延伸介質(zhì)（10)長(zhǎng)底邊中屯、與兩排相互平行的第一排金屬化通孔的中屯、線在 一條直線上；所述梯形延伸介質(zhì)（10)長(zhǎng)底邊長(zhǎng)度大于所述基片集成波導(dǎo)（4)的縱向通孔部 分（13)的兩排第一排金屬化通孔的兩排中屯、線之間的距離Wsiw;且兩側(cè)各大于一個(gè)金屬化 通孔的距離。7. -種基于權(quán)利要求1所述的矩形波導(dǎo)-梯形減高過(guò)渡-基片集成波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器的組裝 方法，其特征在于，包括W下步驟：首先將基片集成波導(dǎo)（4)放入基片槽（12)中；然后將上 下兩個(gè)金屬殼體相互合上壓緊基片集成波導(dǎo)（4);完成矩形波導(dǎo)到基片集成波導(dǎo)的轉(zhuǎn)換。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種矩形波導(dǎo)-梯形減高過(guò)渡-基片集成波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器，包括開(kāi)有減高波導(dǎo)槽和基片槽的特制波導(dǎo)以及具有梯形延伸介質(zhì)的基片集成波導(dǎo)；所述特制波導(dǎo)分為上下兩個(gè)金屬殼體，所述上金屬殼體開(kāi)有減高波導(dǎo)槽，下金屬殼體開(kāi)有基片槽；基片集成波導(dǎo)包括有梯形延伸介質(zhì)；梯形延伸介質(zhì)上部分裸露，下部分覆有銅皮；將所述基片集成波導(dǎo)放入所述基片槽中，使梯形延伸介質(zhì)橫向位于基片槽中心，并用所述特制波導(dǎo)的上下兩個(gè)金屬殼體壓緊所述基片集成波導(dǎo)，完成波導(dǎo)到基片集成波導(dǎo)的轉(zhuǎn)換。本發(fā)明具有頻帶寬、插入損耗低、反射系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn)，可以為高頻段微波射頻電路的測(cè)試提供可靠的解決方案。
【IPC分類】H01P5/08
【公開(kāi)號(hào)】CN105244581
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510460725
【發(fā)明人】陳繼新, 王曄, 洪偉, 侯德彬, 湯紅軍, 嚴(yán)蘋蘋
【申請(qǐng)人】東南大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年7月30日