[发明专利]一种毫米波频段波导‑微带过渡结构的实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及微波技术领域，特别涉及一种毫米波频段波导-微带过渡结构的实现方法。

背景技术

随着应用频段的不断提升，微波产品的工程实现离不开波导-微带的过渡转换，插入损耗低、反射系数小、装配一致性好是对该类结构最基本的要求，常用的波导-微带过渡转换结构主要有三种形式：(1)对极鳍线过渡；(2)阶梯加脊波导过渡；(3)耦合探针过渡，其中耦合探针过渡包括同轴探针过渡和探针电路过渡两种形式。在毫米波频段，许多系统对体积、重量等有特殊的要求，且转换结构要与平面微带进行一体化设计，因此波导-微带探针过渡转换结构的优势就十分明显，在毫米波甚至更高的频段，其已经得到了广泛的工程应用。

经典的波导-微带探针过渡结构如图1～3所示，该结构包括介质基板3和波导2，1为波导一侧的宽壁，其中，介质基板3的正面溅射有微带传输线41、微带阻抗变换线42和探针电路43，介质基板3的背面溅射金属薄膜44，该金属薄膜的覆盖区域截止到探针电路43的起始端。在装配时需要保证探针电路43悬空放置在波导2中，微带阻抗变换线42以及微带传输线41部分用导电胶粘在窄槽中，使探针电路43形成悬置带线。现有研究成果都集中于如何从理论仿真的角度优化探针宽度、长度以及其距波导短路面的距离等参数，使波导-微带探针过渡的性能更好，但在实际工程应用中不难发现：过渡性能的好坏不仅取决于探针宽度、长度以及其距波导短路面的距离等参数的优化组台，而且还与装配密切相关，因为在毫米波甚至更高频段的波导-微带探针过渡结构的波导腔体尺寸、传输过渡微带线往往尺寸比较小，通过人工操作很难保证如图1～2所示的理想装配状态，装配所引入的误差在所难免，主要表现为两个问题：①由于导电胶具有液态金属特性，当把介质基板的背面用导电胶粘贴到窄槽中时，导电胶会朝探针电路的方向溢出，导致悬置带线相对变短，输入阻抗发生变化；②高低阻抗匹配线的起始端与波导和窄槽连接处无法完全对齐，导致实际过渡结构的高阻抗线等效电感值和探针电路的输入阻抗与设计值存在偏差。在毫米波甚至更高频段，这些偏差所引入寄生参数的影响较明显，从而影响到了波导-微带探针过渡的性能，而且批量装配时一致性较差，这也是通过人工装配很难完美解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种毫米波频段波导-微带过渡结构的实现方法，可以得到波导-微带探针过渡结构，适用于毫米波甚至更高频段的微波产品，该实现方法在确保过渡结构性能不变的情况下，大大降低了由于人工装配带来的不确定性影响，保证了产品装配的一致性，避免了由于装配误差引入的微波调试工作量，设计灵活性大、可靠性高，可以大大提高毫米波产品的批量生成成品率，降低生产成本。

本发明的上述目的通过以下方案实现：

一种毫米波频段波导-微带过渡结构的实现方法，包括以下步骤：

(1)、在矩形波导一侧的宽壁上开设垂直于波导信号传播方向的凹槽，所述凹槽与波导贯通；

(2)、选取与所述凹槽形状匹配的介质基板，采用溅射工艺在介质基板的正面和背面上形成设定图形的金属薄膜，介质基板的纵向两端分别为A端和B端其中：

介质基板正面的金属薄膜包括金属导带线和N个定位标记电路；其中，金属导带线位于介质基板正面中心线上，且所述金属导带线包括依次连接的微带传输线、微带阻抗变换线和探针电路，依次分布方向为从A端到B端；N个定位标记电路位于金属导带线的两侧，且所述N个定位标记电路的中心连线垂直于金属导带线的中心轴线，用于对微带阻抗变换线与探针电路连接端的位置进行标识；N为正整数且N>1；

介质基板背面的金属薄膜覆盖A端所在基板边缘到直线C的区域，其中，直线C位于介质基板背面上且垂直于介质基板的中心轴线，所述背面金属薄膜覆盖区域的长度L>L_c+L_R，其中，L_c为微带传输线的长度，L_R为微带阻抗变换线的长度；

(3)、以N个定位标记电路为标识，将微带传输线和微带阻抗变换线所在一端的介质基板固定在凹槽中，即通过导电胶将所述介质基板的背面粘接在凹槽内，探针电路垂直悬空在波导内。

上述的毫米波频段波导-微带过渡结构的实现方法，在步骤(2)中，介质基板正面的N个定位标记电路分布在介质基板的左右侧边缘，且N＝2。

上述的毫米波频段波导-微带过渡结构的实现方法，在步骤(2)中，传输线为50欧姆微带传输线。