半模基片集成波導環形電橋的製作方法

2023-05-13 06:44:31 2

專利名稱：半模基片集成波導環形電橋的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種毫米波與微波器件，尤其涉及一種半模基片集成波導(HMSIW)環形電橋。
背景技術：
在現有的毫米波與微波無源器件中，能實現180度相位差輸出的電橋結構通常有兩種形式E面波導形式和微帶線環形電橋形式。前者雖然性能較好，但加工難度大、成本高；後者在高頻率條件下，輻射損耗大。藉助近年來新出現的基片集成波導(SIW)技術設計的環形電橋雖然減小了輻射損耗，但由於基片集成波導(SIW)本身是一種波導結構，考慮到波導本身的截止特性，其寬度須滿足一定的要求，因此設計出的基片集成波導(SIW)環形電橋在尺寸上難以令人滿意。所以在基片集成波導(SIW)環形電橋的基礎之上做出進一步改進，設計出具有尺寸更小、損耗更低、性能更好的環形電橋，具有重要現實意義。

發明內容
技術問題本實用新型的目的是提供一種尺寸小、損耗低、成本低、易集成、性能好的半模基片集成波導(HMSIW)環形電橋。
技術方案本實用新型的半模基片集成波導環形電橋涉及毫米波與微波器件的半模基片集成波導環形電橋，包括設有金屬貼片的介質基片，在介質基片上設有1個環形半模基片集成波導，環的周長為工作頻率對應的導波波長的1.5+2*n倍，其中n為非負整數；環形半模基片集成波導的內側為一圈由金屬通孔構成的環形側壁，環形半模基片集成波導的外側為環形的開口面。第一埠、第二埠、第三埠、第四埠並聯在環形半模基片集成波導上，將整個環分成四段。若信號由第一埠輸入，則第三埠無輸出，而第二埠和第四埠有等幅、同相的信號輸出，即第一埠、第三埠彼此隔離，第二埠和第四埠等功率輸出。信號由第三埠輸入，則第一埠無輸出，而第二埠和第四埠有等幅、反相的信號輸出。上述金屬化通孔是在介質基片上開設通孔，在通孔內壁上設置金屬套並將金屬套與覆於介質基片雙側的金屬貼片連接起來。
有益效果與現有技術相比，本實用新型具有如下優點1.低損耗；由於該半模基片集成波導(HMSIW)結構中的上、下金屬敷層和中間的金屬化通孔，從基片集成波導技術演化而來，保留了基片集成波導固有的低損耗特性，同時由於該半模基片集成波導的寬高比相對基片集成波導(SIW)更小，因此電磁波在傳播過程因介質的非理想性而產生的損耗更小，因而具有更佳的低損耗特性。
2.低成本；由於該半模基片集成波導(HMSIW)結構僅由單層介質板外加上、下兩層金屬敷層和中間的金屬化通孔構成，所以可以採用目前非常成熟的單層印刷電路板(PCB)生產工藝來生產，成本十分低廉。
3.加工難度低，易於大規模生產；傳統的矩形金屬波導對加工精度要求非常高，加工難度大，故不可能大規模生產。而該半模基片集成波導(HMSIW)結構採用單層印刷電路板(PCB)生產工藝就可能達到要求的精度並有滿意的性能，所以能夠大規模生產，加工難度也較低。
4.尺寸小，易於集成；由於該半模基片集成波導(HMSIW)結構採用單層印刷電路板(PCB)工藝生產，所以可以作為印刷電路板的一部分被集成到大規模電路中去，避免了很多設計上的麻煩。
5.器件上、下表面均有金屬覆蓋，抗幹擾能力強。
6.環形電橋的輸出相位穩定度好。


圖1是本實用新型的結構主視圖。其中有介質基片1、安裝用金屬化通孔2、金屬化通孔3、半模基片集成波導4、第一埠41、第二埠42、第三埠43、第四埠44、開口面45。
具體實施方式
本實用新型涉及毫米波與微波器件的半模基片集成波導環形電橋，該環形電橋是在介質基片1的兩面分別設有正面金屬貼片與背面金屬貼片組成的，在介質基片1的正面設有1個由正面金屬貼片構成的環形半模基片集成波導4，第一埠41、第二埠42、第三埠43、第四埠44並聯在環形半模基片集成波導4上，將整個環分成四段，在正面金屬貼片與背面金屬貼片之間通過介質基片1設有金屬化通孔3。環形半模基片集成波導4的全長為工作頻率對應的導波波長的1.5+2*n倍，其中n為非負整數。環形半模基片集成波導的內側為一圈由金屬通孔3構成的環形側壁。金屬化通孔的直徑為0.4毫米，相鄰金屬化通孔中心之間的間距為0.8毫米；金屬化通孔3中心與開口面45之間的距離為9.50毫米。若信號由第一埠輸入，則第三埠43無輸出，而第二埠42和第四埠44有等幅、同相的信號輸出，即第一埠、第三埠43彼此隔離，第二埠42、v等功率輸出。信號由第三埠43輸入，則第一埠無輸出，而第二埠42和第四埠44有等幅、反相的信號輸出。上述所有類型的金屬化通孔是在介質基片上開設通孔，在通孔內壁上設置金屬套並將金屬套與覆於介質基片雙側的金屬貼片連接起來。
權利要求1.一種半模基片集成波導環形電橋，其特徵在於該環形電橋是在介質基片(1)的兩面分別設有正面金屬貼片與背面金屬貼片組成的，在介質基片(1)的正面設有1個由正面金屬貼片構成的環形半模基片集成波導(4)，第一埠(41)、第二埠(42)、第三埠(43)、第四埠(44)並聯在環形半模基片集成波導(4)上，將整個環分成四段，在正面金屬貼片與背面金屬貼片之間通過介質基片(1)設有金屬化通孔(3)。
2.根據權利要求1所述的半模基片集成波導環形電橋，其特徵在於環形半模基片集成波導(4)的全長為工作頻率對應的導波波長的1.5+2*n倍，其中n為非負整數。
3.根據權利要求1所述的半模基片集成波導環形電橋，其特徵在於環形半模基片集成波導的內側為一圈由金屬通孔(3)構成的環形側壁。
專利摘要半模基片集成波導環形電橋涉及一種毫米波與微波器件，尤其涉及一種半模基片集成波導(HMSIW)環形電橋，該環形電橋是在介質基片(1)的兩面分別設有正面金屬貼片與背面金屬貼片組成的，在介質基片(1)的正面設有1個由正面金屬貼片構成的環形半模基片集成波導(4)，第一埠(41)、第二埠(42)、第三埠(43)、第四埠(44)並聯在環形半模基片集成波導(4)上，將整個環分成四段，在正面金屬貼片與背面金屬貼片之間通過介質基片(1)設有金屬化通孔(3)。環形半模基片集成波導(4)的全長為工作頻率對應的導波波長的1.5+2*n倍，其中n為非負整數。該環形電橋尺寸小、損耗低、成本低、易集成、性能好。
文檔編號H01P5/12GK2914358SQ20062007478
公開日2007年6月20日 申請日期2006年7月10日 優先權日2006年7月10日
發明者洪偉, 劉冰, 張彥 申請人:東南大學