一種SIW傳輸線的製作方法

2023-09-17 15:48:20

本發明涉及微波、傳輸線技術，具體涉及一種siw傳輸線。

背景技術：

近年來，傳輸線技術的研究有了很大的發展。繼傳統波導之後，相繼出現了帶狀線、微帶線、槽線等微帶型結構。以上幾種傳輸線具有各自的優點和缺陷。傳統波導傳輸功率大，傳輸性能好，損耗小，但是體積比較大，難以和其他元器件集成；而微帶型結構體積較小易於集成，但是損耗較大。

基片集成波導(substrateintegratedwaveguide.siw)是一種可集成於介質基片中的傳輸線結構。siw通常是在介質基板上打兩排金屬通孔，再在基板兩面覆以金屬得到的。在保證傳輸線上能量不洩露的情況下，將通孔陣列等效為金屬壁，傳輸特性則可近似矩形波導分析。siw結構具有傳統波導和微帶型結構傳輸線的優點，即具有低輻射、低插損、較高q值、高功率容量、小型化、易於連接等優點，且可將無源器件、有源器件和天線等所有通信器件集成在同一襯底上。然而，目前科技發展在傳輸線上的各種傾向性參數需求也愈發明顯，現有siw在參數性能上，仍有改進的空間。

技術實現要素：

本發明針對上述存在問題或不足，提供了一種siw傳輸線，其同等情況下其插入損耗和回波損耗均優於現有siw，應用於x波段。

該siw傳輸線，包括兩面覆金屬層的介質基板，介質基板設置有兩行相互平行的金屬通孔，金屬通孔貫穿介質基板及其覆著的金屬層形成基片集成波導，還包括兩行磁性介質圓柱。

所述兩行磁性介質圓柱設置於兩行金屬通孔內側，並與其平行，各行磁性介質圓柱的中心線與同側金屬通孔中心線的行距相等，其距離w1為0.3mm-1.2mm；各行磁性介質圓柱由相同的磁性介質圓柱等間距構成。

其設計方法如下：

步驟1：根據siw經驗公式:以及本發明結構siw經驗公式s＝2.5*d-0.3601；得到對應的中心頻率和金屬通孔的直徑d，相鄰金屬通孔孔間距s，兩行金屬化通孔之間的距離w。

步驟2：將磁性介質圓柱的直徑d2，相鄰圓柱間隙s2，應用經驗公式d＝1.133*d2+0.04；s2＝5.618*d2+-0.7136；掃描磁性圓柱行與金屬通孔行的最短距離，得到最優化尺寸；固定s,d,s2,d2四個參數中一個參數，掃描其它參數的到最優的尺寸解。

綜上，本發明通過在傳統siw結構中緊靠兩行金屬通孔加入兩行與其平行的磁性圓柱形成本發明結構siw傳輸線，從而實現在相同直徑下插入損耗和回波損耗的性能優於現有結構。

附圖說明

圖1本發明結構示意圖；

圖2a為本發明的s12參數仿真結果，b為相同條件下現有結構siw傳輸線的s12參數仿真結果；

圖3a為本發明的s11參數仿真結果，b為相同條件下現有結構siw傳輸線的傳輸線的s11參數仿真結果；

圖4a為本發明提供的siw傳輸線的vswr曲線，b為相同條件下現有結構siw傳輸線的vswr曲線；

圖5a為本發明提供的siw傳輸線的傳播常數，b為相同條件下現有結構siw傳輸線的傳播常數；

圖6a為本發明提供的siw傳輸線的衰減常數，b為相同條件下現有結構siw傳輸線的衰減常數。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明做進一步的詳細說明。

步驟1：根據siw經驗公式:以及本發明結構siw傳輸線經驗公式s＝2.5*d-0.3601；得到對應的中心頻率和金屬通孔直徑d，相鄰金屬通孔孔間距s，兩排金屬化通孔之間的距離w。

步驟2：對步驟1得到的d、s、w參數，固定其中兩個參數，掃描剩下的一個參數，進一步優化傳輸線的尺寸與性能參數；

步驟3：磁性圓柱的直徑為d2及圓柱間隙為s2，應用經驗公式d＝1.133*d2+0.04；s2＝5.618*d2+-0.7136；掃描磁性圓柱距離金屬通孔的距離，得到最優化尺寸；固定s,d,s2,d2四個參數中一個參數，掃描其它參數的到最優的尺寸解。

從圖2a與圖2b，對比可見，本發明在插入損耗上優於現有siw結構。

從圖3a與圖3b，對比可見，本發明在回波損耗上優於現有siw結構。

從圖4、圖5與圖6，可見在駐波比、傳播常數與衰減常數，本發明與現有結構性能相當。

綜上可見，本發明通過在傳統siw結構中緊靠兩行金屬通孔加入兩行與其平行的磁性圓柱形成本發明結構siw傳輸線，從而實現在相同直徑下插入損耗和回波損耗的性能優於現有結構。