[发明专利]电容加载速度补偿方法及电容加载弯曲共面波导

说明书

技术领域

本发明涉及微波技术领域，具体地讲是一种电容加载速度补偿方法及电容加载弯曲共面波导。

背景技术

共面波导具有易于串并联、低辐射、低色散以及便于集成等优点，所以广泛应用于单片微波集成电路中。但由于共面波导结构包含两条作为传输路径的缝隙，当共面波导结构弯曲时，就会出现两条缝隙长度不等的情况，故电磁波通过两条缝隙之后会出现相位差，在时间上表现为两条缝隙中的信号不再同步，从而出现较大的电磁波反射、辐射、信号的色散、展宽等现象，不利于能量的传输，信号的完整性也受到破坏。常用的不连续共面波导结构有：弯曲结构、T型结构、阶梯结构等。电磁波在这些结构中传输都会出现上述现象。所以如何对这些结构进行改进成为科研工作者争相研究的问题。

在研究过程中，有人提出了在弯曲处的两端架设空气桥的方法，并且该方法在微波电路设计中得到了广泛的应用。其原理是分别在不连续结构的两端用空气桥把共面波导的两个地板连接起来使得电磁波相位相同，信号同步。但由于所架设的空气桥与共面波导不在同一平面，所以，在制作工艺上增加了架设空气桥的工序，成本也有所增加，并且从集成的角度来说体积的增加导致集成度有所下降。

发明内容

本发明的目的就是提供一种电容加载速度补偿方法及电容加载弯曲共面波导。本发明的功能是：通过在弯曲共面波导较短缝隙的介质基板的背面，周期性地加载矩形金属贴片，达到对整个缝隙进行周期性并联电容加载的效果。因为有金属贴片的地方就相当于在缝隙口面并联了一个电容，从而减慢该缝隙上电磁波的传播速度，利用速度差补偿空间路程差，使得两条缝隙中的电磁波在经过弯曲处后同相，时间上表现为信号同步输出，从而避免因两条缝隙中的电磁波和信号不能同相和同步输出所引起的反射、辐射、色散、展宽等问题。

本发明的技术方案如下：

1.提供电容加载速度弯曲共面波导：

电容加载速度弯曲共面波导结构形式包括：

1)并联电容贴片加载速度补偿型弯曲共面波导：弯曲共面波导上的外侧缝隙结构不变，在内侧缝隙的介质基板背面有周期性加载的金属贴片，形成并联电容的周期性加载。

2)并联电容加载速度补偿型的各种变形弯曲共面波导：弯曲共面波导上的外侧缝隙结构不变，内侧缝隙的介质背面的贴片加载结构与上述1)中所描述结构相同，但共面波导的弯曲部分有形状变化(如由90°直角弯曲变为90°弧线形弯曲等等)。

2.弯曲共面波导的电容加载速度补偿方法，包括以下步骤：

1)选择适当的贴片周期和贴片尺寸所对应的并联电容加载结构。

2)把不连续共面波导上路径较短缝隙的介质基板背面加载所选中的并联电容结构。

本发明的有益效果：按照实际需求来设计共面波导的并联电容加载结构，其原理是通过把弯曲共面波导的较短路径的缝隙介质基板背面加载周期性的金属贴片，形成周期性的并联电容加载，这样可以减慢该路径上电磁波的传播速度，使经过弯曲结构之后两条路径上的相位相同，信号在时间上保持同步。由于该结构是直接在共面波导介质背面加载贴片，所以可以与共面波导设计和制作一体化，即在双面敷铜板上直接做蚀刻处理，在共面波导的制作工序中直接完成，这样有利于电路的集成化和小型化，减少制作工序，降低制造成本。实验和软件仿真结果表明并联电容加载结构可以有效减慢弯曲共面波导内侧(路径较短)缝隙中电磁波的传播速度，使输出电磁波同相、信号同步，并且靠改变其结构参数可以达到不同的慢波效果，不会增加原电路的体积，适用于各种电子设备的微波电路和微波集成电路，以及印刷电路技术的大批量生产。

附图说明

图1、2为并联电容加载速度补偿型90°弯曲共面波导的构造和参数设置图。

图3为并联电容加载速度补偿型90°弧线弯曲共面波导的构造图。

图4为并联电容加载速度补偿型弯曲共面波导与传统弯曲共面波导的输出电压的时域波形比较图。

图5为并联电容加载速度补偿型弯曲共面波导与传统共面波导的S₁₁幅值比较图。

图6为并联电容加载速度补偿型弯曲共面波导与传统共面波导的S₂₁幅值比较图。

具体实施方式

实施例1：并联电容加载速度补偿型90°弯曲共面波导。