[发明专利]和差支路采用不同导波结构的高隔离3分贝混合环

说明书

技术领域

本发明涉及微波毫米波集成电路技术领域，特别是一种和差支路采用不同导波结构的高隔离3分贝混合环。

背景技术

采用传统微带技术的混合环已经得到大量的实际应用，但是由于其结构的特征，隔离度受到一定的限制。这是由于传统微带结构的混合环和差支路均采用同一种导波结构(微带)，因而这两个端口的导波模式自然容易相互泄露，导致隔离度下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、容易实现的和差支路采用不同导波结构的高隔离3分贝混合环，该混合环具有体积小、性能稳定、隔离度高的优点。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种和差支路采用不同导波结构的高隔离3分贝混合环，包括一个传统的微带混合环，在该微带混合环的和端口连接基片集成波导导波结构、差端口连接共面波导导波结构；所述微带混合环由介质基片上表面的金属贴片和下表面的接地板构成；所述共面波导导波结构包括共面波导中心导带及两侧接地板、微带混合环差端口的微带线与共面波导中心导带的耦合部分，该共面波导导波结构由介质基片上下表面的金属贴片构成；所述基片集成波导导波结构包括基片集成波导、微带混合环和端口的微带线至基片集成波导的过渡带，所述基片集成波导由介质基片上下表面的金属贴片和两排金属通孔构成，该两排金属通孔构成基片集成波导的侧壁。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：(1)在混合环的和端口和差端口分别连接不同的导波结构，使得两者传播的导波模式截然不同(共面波导传播准TEM模，基片集成波导传播TE₁₀模)，实现了两个端口的高度隔离；(2)结构简单，容易实现，具有体积小、性能稳定、隔离度高的优点；(3)应用范围广泛，适用于微波毫米波单平衡混频器、180度耦合器等领域。

附图说明

图1是本发明和差支路采用不同导波结构的高隔离3分贝混合环的顶视结构示意图。

图2是本发明和差支路采用不同导波结构的高隔离3分贝混合环的底视结构示意图。

图3是本发明和差支路采用不同导波结构的高隔离3分贝混合环的基片集成波导部分的侧视结构示意图。

图4是实施例1中的S参数图。

图5是实施例1中本发明与传统微带混合环的S参数比较图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细描述。

本发明的原理为：将传统微带混合环的和支路、差支路采用不同的波导结构，和支路采用基片集成波导结构，差支路采用共面波导传输电磁波，由于两支路传播的场结构完全不同，使得两支路不易发生电磁耦合，从而达到较高的隔离度。

结合图1～2，本发明和差支路采用不同导波结构的高隔离3分贝混合环，包括一个传统的微带混合环c，在该微带混合环c的和端口连接基片集成波导导波结构、差端口连接共面波导导波结构；所述微带混合环c由介质基片上表面的金属贴片和下表面的接地板构成；所述共面波导导波结构包括共面波导中心导带及两侧接地板a、微带混合环差端口的微带线与共面波导中心导带的耦合部分b，该共面波导导波结构由介质基片上下表面的金属贴片构成；所述基片集成波导导波结构包括基片集成波导f、微带混合环和端口的微带线至基片集成波导的过渡带d，所述基片集成波导f由介质基片上下表面的金属贴片和两排金属通孔e构成，该两排金属通孔e构成基片集成波导f的侧壁，如图3所示。

所述微带混合环c的四个分支臂均为阻抗50欧姆的微带线，即微带混合环差端口的微带线、和端口的微带线也为阻抗50欧姆的微带线。

所述微带混合环和支路采用基片集成波导结构，微带混合环和端口的微带线至基片集成波导的过渡结构d为梯形微带渐变线。

所述微带混合环差支路采用共面波导结构，微带混合环差端口的微带线至共面波导的耦合部分设有上下两层矩形金属片b。

如图1所示，所述微带混合环和端口的微带线至基片集成波导的过渡带d为梯形微带渐变线。所述共面波导中心导带及两侧接地板a的中心导带在介质基片下表面的金属贴片与下表面接地板之间设有第一间隙、耦合部分b在介质基片下表面的金属贴片与下表面接地板之间设有第二间隙。

如图3所示，所述基片集成波导f的高度h即为介质基片的厚度。所述基片集成波导f的宽度D即两排金属通孔e中心之间的距离，根据以下公式确定：