基片集成波導多工器的製作方法

2023-04-28 02:00:26 1

專利名稱：基片集成波導多工器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種饋線系統的一個關鍵部件，尤其涉及一種微帶天線的饋電用基片集成波導多工器。
背景技術：
微波毫米波雙工器在微波毫米波射頻系統中得到了大量的應用，它是饋線系統的一個關鍵部件，特別是在微波毫米波集成電路中，微帶天線的饋電需要用到低損耗、高性能的多工器。多工器性能的好壞直接影響整個系統的性能，利用微波毫米波金屬波導可以製作出高Q值、低損耗、高性能的高頻多工器，但是這種多工器首先難以加工，特別是在毫米波波段，製作這種多工器需要很高的加工精度；其次這種多工器的生產成本比較昂貴；第三這種多工器體積比較龐大，很難應用於微波、毫米波集成電路的設計之中。利用微帶電路可以設計平面形式的易於集成的多工器，但是這種多工器容易收到幹擾，同時對外輻射較大，插損也比較大，不適合應用於高頻電路的設計。

發明內容
本發明提供一種適合於微波毫米波集成電路的基片集成波導多工器，具有體積小、重量輕、高Q值、低損耗、低成本、易於集成的優點。
本發明採用如下技術方案一種微帶天線的饋電用基片集成波導多工器，包括雙面覆有金屬貼片的介質基片，在介質基片上設有主波導，在主波導上至少連接有1個分波導且各分波導的一端與主波導連接，在各分波導的另一端分別連接有基片集成波導腔體，在基片集成波導腔體的一端設有用於與分波導耦合的感性窗，主波導及分波導均由設在介質基片上的2行金屬化通孔構成，主波導的一端為輸入端，基片集成波導腔體的另一端為輸出端，基片集成波導腔體由設在介質基片上的金屬化通孔圍合而成。
與現有技術相比，本發明具有如下優點本發明是利用了矩形金屬波導具有高Q值、低損耗的特點，首先在介質基片的基礎上實現了基片集成波導。這種波導工作具有和矩形金屬波導相類似的傳輸特性和場分布；然後，利用主、分基片集成波導形成了H面L型分支；同時我們通過在L型分支基片集成波導之中形成了基片集成波導濾波器，從而使所需信號經過信道濾波器輸出。在本發明的結構中，所有的結構都是利用在介質基片上打一系列的金屬通孔陣列來實現，從而有利於這種基片集成波導雙工器在微波毫米波電路設計中的集成；本發明的功能主要是由信道濾波器來實現，通過基片集成信道濾波器的信道頻率選擇作用來實現信道間的隔離和各個信道信號的接收；本發明採用基片集成波導L型分支結構，形成的基片集成波導多工器結構比較簡單，不需加入額外的匹配電路。具體優點如下1)本發明完全在介質基片上實現，從而在微波毫米波電路的設計中易於集成；2)具有較好的性能。這是它的特性和傳統的金屬波導雙工器相類似，從而具有較好的性能；3)本發明具有較高的Q值，較低的損耗，幾乎沒有輻射，所以它不會對系統中其他電路造成幹擾，所以它比較適合高頻(大於10.0GHz)電路的設計。


圖1是本發明實施例結構主視圖。
圖2是本發明結構背視圖。
圖3是本發明另一實施例結構主視圖。
圖4是本發明各信道響應測試結果圖。
圖5是本發明各信道響埠反射測試結果圖。
圖6是金屬化通孔結構示意圖。
具體實施例方式
實施例1一種微帶天線的饋電用基片集成波導多工器，包括雙面覆有金屬貼片2、3的介質基片1，在介質基片1上設有主波導4，在主波導4上至少連接有1個分波導且各分波導的一端與主波導4連接，在各分波導的另一端分別連接有基片集成波導腔體，在基片集成波導腔體的一端設有用於與分波導耦合的感性窗7，主波導4及分波導均由設在介質基片1上的2行金屬化通孔構成，主波導4的一端為輸入端，基片集成波導腔體的另一端為輸出端，基片集成波導腔體由設在介質基片1上的金屬化通孔圍合而成，上述基片集成波導腔體嵌入分波導內，距輸入端最遠的基片集成波導腔體嵌入主波導4的另一端(如圖3所示)，基片集成波導腔體至少由2個基片集成波導小腔體拼接組成，在相鄰的基片集成波導小腔體設有耦合用感性窗，上述分波導的數量可以是2個、3個、5個或(N-1)個。
實施例2本發明所述多工器包括雙工器、3工器、4工器或(N-1)工器(N為埠數)，以下是3工器的具體描述(參見圖1)一種微帶天線的饋電用基片集成波導3工器，包括雙面覆有金屬貼片2、3的介質基片1，在介質基片1上設有主波導4，在主波導4上連接有3個分波導51、52、53且該3個分波導51、52、53的一端與主波導4連接，在該3個分波導的另一端分別連接有基片集成波導腔體61、62、63，在基片集成波導腔體61、62、63的一端設有用於與分波導耦合的感性窗611、621、631，主波導4及分波導均由設在介質基片1上的2行金屬化通孔構成，主波導4的一端為輸入端，基片集成波導腔體的另一端為輸出端，基片集成波導腔體由設在介質基片1上的金屬化通孔圍合而成，基片集成波導腔體61、62、63可以全部或部分嵌入與之相應的分波導，上述金屬化通孔是在介質基片上開設通孔，在通孔壁上設置金屬套8並將金屬套與覆於介質基片雙側的金屬貼片連接起來。
本發明經測試，結果如下在11.0GHz時該雙工器的插損為-1.6dB，在11.5GHz時，該雙工器的插損為-1.4dB，這些插損對於實際應用屬於可以接受的範圍。對該雙工器三個信道的反射係數的測試結果顯示雙工器的三個埠反射係數基本上均小於-13.0dB，符合大部分通信系統的指標要求。
權利要求
1.一種微帶天線的饋電用基片集成波導多工器，其特徵在於包括雙面覆有金屬貼片(2、3)的介質基片(1)，在介質基片(1)上設有主基片集成波導(4)，在主基片集成波導(4)上至少連接有1個分基片集成波導且各分基片集成波導的一端與主基片集成波導(4)連接，在各分基片集成波導的另一端分別連接有基片集成波導腔體，在基片集成波導腔體的一端設有用於與分基片集成波導耦合的感性窗(7)，主基片集成波導(4)及分基片集成波導均由設在介質基片(1)上的2行金屬化通孔構成，主基片集成波導(4)的一端為輸入端，基片集成波導腔體的另一端為輸出端，基片集成波導腔體由設在介質基片(1)上的金屬化通孔圍合而成。
2.根據權利要求1所述的基片集成波導多工器，其特徵在於基片集成波導腔體嵌入分波導內。
3.根據權利要求1或2所述的基片集成波導多工器，其特徵在於距輸入端最遠的基片集成波導腔體嵌入主波導(4)的另一端。
4.根據權利要求3所述的基片集成波導多工器，其特徵在於基片集成波導腔體至少由2個基片集成波導小腔體拼接組成，在相鄰的基片集成波導小腔體設有耦合用感性窗。
全文摘要
本發明公開了一種微帶天線的饋電用基片集成波導多工器，包括雙面覆有金屬貼片的介質基片，在介質基片上設有主波導，在主波導上至少連接有1個分波導且各分波導的一端與主波導連接，在各分波導的另一端分別連接有基片集成波導腔體，在基片集成波導腔體的一端設有用於與分波導耦合的感性窗，主波導及分波導均由設在介質基片上的2行金屬化通孔構成，主波導的一端為輸入端，基片集成波導腔體的另一端為輸出端，基片集成波導腔體由設在介質基片上的金屬化通孔圍合而成，本發明具有設計中易於集成，具有較好的性能，具有較高的Q值，較低的損耗，幾乎沒有輻射，比較適合高頻(大於10.0GHz)電路的設計等優點。
文檔編號H01P3/16GK1700512SQ20051004031
公開日2005年11月23日 申請日期2005年5月30日 優先權日2005年5月30日
發明者郝張成, 洪偉, 吳柯 申請人:東南大學