[发明专利]一种星载高频微带至波导宽带低插损垂直转换电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种微带到矩形波导的垂直转换电路，具体的说是一种微带经垂直的同轴结构转换到矩形波导的电路，主要应用在高频接收机、发射机、天线等涉及信号传输形式转换的领域。

背景技术

微带到波导的转换是一种常用的微波电路转换结构，发展出了多种类型。从架构类型上讲，包括微带到波导的直接过渡，微带经过同轴再转化到波导的过渡；从传输方向上讲，包括微带与波导传输方向垂直，微带与波导传输方向平行两种形式；从密封方向上讲，包括可实现全气密的过渡，以及不能气密的过渡，但一般形式的微带到波导的转换都难以同时兼顾气密性、传输可同向性、以及宽带低插损特性。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种星载高频微带至波导宽带低插损垂直转换电路，具有同向传输、气密性，频带宽，插入损耗低，可靠性高的优点。

本发明的技术解决方案：一种星载高频微带至波导宽带低插损垂直转换电路，其特征在于包括：微带线（1）、开路匹配枝节（2）、互联金带（3）、同轴玻璃绝缘子（4）、镀银铝质阶梯型探针（5）、介质基片（6）、圆柱形通腔（7）、波导腔体（8）和微带腔体（9）；其中微带线（1）与开路匹配枝节（2）两者均位于介质基片（6）上，并相互连接，介质基片（6）粘接于微带腔体（9）内表面上，同轴玻璃绝缘子（4）烧结于微带腔体（9）中，玻璃绝缘子（4）引线上端头和下端头均露出腔体外，须保证绝缘子（4）上端头与介质基板（6）之间有间隙，绝缘子（4）上端头与开路匹配枝节（2）通过互联金带（3）压接，镀银铝质阶梯型探针（5）焊接在玻璃绝缘子（4）下端头上，与绝缘子（4）下端面间须留有间隙，探针（5）中心位于波导腔体（8）矩形波导窄边的一半位置，如图2中a/2所标示，圆柱形通腔（7）开于波导腔体（8）上，用以伸入镀银铝质探针（5），通腔（7）中心距波导底面为一定值，如图2中e所标示，该尺寸约为对应传输信号波长的1/4。

所述介质基片（6）粘接后的高度应与玻璃绝缘子（4）上端头的高度一致，用以保证互联金带（3）两个压接点（玻璃绝缘子（4）上端头与开路匹配枝节（2））处在同一高度上，实现压接互连金带（3）的长度最短，降低电磁场传输的不连续性，互联金带应呈拱形，可以提高互联的抗振可靠度。

微带线（1）与开路匹配枝节端头（2）均位于同一介质基片上，开路匹配枝节（2）主要是用于综合掉互联金带（3）所引入的电感特性，从而实现同轴到微带之间的阻抗匹配。

介质基片（6）与玻璃绝缘子（4）上端头的最近距离应控制0.1mm，如图2中d所标，可以保证互联金带（3）压接跨度小，路径短，绝缘子（4）上端头不与介质基片（6）底面的地短接。

玻璃绝缘子（4）采用焊料烧结在微带腔体中，可以实现微带腔体（9）与波导腔体（8）之间的气体隔离。玻璃绝缘子（4）下端头处于波导腔体（8）圆柱形通孔（7）中，圆柱形通孔（7）孔径大于探针（5）的直径，保证焊接完毕的探针能够深入波导腔体中。圆柱形通孔（7）与探针（5）之间形成了等效的电容，参与了匹配，调整其尺寸可以进一步的拓宽使用带宽，圆柱形通孔（7）距波导腔体（8）矩形波导底面的距离为λ／4（λ为对应传输信号频率的波长），如图2中e所标示。

铝质镀银探针（5）为阶梯形状，实现波导到同轴之间阻抗的阶梯变化，相对于直筒型探针，可以扩展使用带宽，焊接后探针（5）上端面距玻璃绝缘子（4）下端面应为0.1mm，如图2中h所标示，一方面防止探针重心下移，振动半径过大，另一方面较近的距离也能够降低端头引线所引入的不连续性。探针（5）内部含有如图2所示的焊接孔A与通孔B，增强探针的镀银质量和焊接可靠性。

由于采用了同轴互联，同轴内传输的TEM模式决定了微带腔体与波导腔体的传输方向可以任意设置，本设计采用同向设计，为目前微波模块化产品主流思路，具体如图1所示，信号沿微带线（1）传输方向，与信号在波导腔体（8）中的矩形波导的传输方向一致。

本发明的实现原理：