[发明专利]一种空气集成波导的馈电结构

说明书

一种空气集成波导的馈电结构，涉及一种波导的馈电结构。解决了现有超薄波导的小型化与低损耗之间的矛盾。本发明的矩形波导板的上表面刻有波导槽和馈电槽，馈电槽的深度大于波导槽的深度；馈电槽临近波导槽设置；金属板盖设在波导槽和馈电槽的上方，且与矩形波导板之间保持电气连接；金属板与波导槽和馈电槽构成波导腔和馈电腔；馈电腔上的金属板上刻有耦合缝隙，所述耦合缝隙为矩形通孔，所述耦合缝隙的两端均刻有一个扇形通孔；微带线设置在矩形波导板的上方，微带线的始端与矩形波导板的一个短边对齐，微带线的终端位于波导腔上方，且微带线的本体位于耦合缝隙的上方。本发明适用于作为波导的电磁波馈电结构使用。

技术领域

本发明涉及一种波导的馈电结构。

背景技术

随着现代通信系统的发展，电子设备的集成度越来越高。金属波导作为一种微波信号的传输装置，具有结构坚固、损耗低、功率容量大的优点。然而，现有的矩形波导通常比较大，为了提高无线通信设备的集成度，需要把波导的尺寸压缩。人们曾经提出一种介质集成波导(SIW)的方法，用该方法可以制造出很薄的介质波导。但是介质集成波导中填满了介质材料，致使它比空气波导具有更大的损耗。而对于空气波导而言，当它的空气腔非常薄的时候(波导厚度只有几百微米甚至几十微米，我们称其为空气集成波导)，由于阻抗失配严重，很难进行馈电，目前还没有一种有效的馈电结构被设计出来。

发明内容

本发明是为了解决现有超薄波导的小型化与低损耗之间的矛盾，提出了一种空气集成波导的馈电结构。

本发明所述的一种空气集成波导的馈电结构，它包括矩形波导板1、微带线2、扇形区3、耦合缝隙4、波导槽5、馈电槽6和金属板7；

矩形波导板1的上表面刻有波导槽5和馈电槽6，馈电槽的深度大于波导槽的深度；波导槽5为矩形，馈电槽6临近波导槽5设置；金属板7盖设在波导槽5和馈电槽6的上方，且与矩形波导板1之间保持电气连接；金属板7与波导槽5和馈电槽6构成波导腔和馈电腔；波导腔和馈电腔构成馈电结构；馈电腔上的金属板上刻有耦合缝隙4，所述耦合缝隙4为矩形通孔，所述耦合缝隙4的两端均刻有一个扇形通孔3；

微带线2包括金属带条和介质板条，金属带条的上表面与介质板条的下表面固定连接构成一体件，且介质板条的长度大于金属带条的长度；

微带线2设置在矩形波导板1的上方，微带线2的始端与矩形波导板1的一个短边对齐，微带线2的终端端位于波导腔5上方，且微带线2的本体位于耦合缝隙4的上方。

微带线终端通过金属化过孔与矩形波导板相连，微带线上的能量通过地板上的耦合缝隙耦合到波导腔中，实现了微带至波导的转换。

由于微带线采用了终端短路结构，为保证耦合强度，耦合缝隙应位于距金属过孔约半个介质波长处，此处的微带线可以向耦合缝隙提供较大的电场。为了进一步保证耦合效果，耦合缝隙长度约为半个介质波长；由于本发明所以提出的转换结构具有两个谐振结构，因此，本发明具有较大的工作带宽。金属表面的槽型结构作为波导腔和馈电腔。波导腔宽度由工作频率决定，馈电腔用于改善结构的匹配效果，使耦合缝隙的能量高效的传输到波导腔中，馈电腔深度比波导腔略深。由仿真结果可以看出，本发明可以根据给定的工作频率设计出相应的馈电结构，通用性强；相对带宽可达33％，实现了宽频带的馈电效果。在提高微波系统集成度的同时保证它们低损耗特性，对射频器件集成技术领域有着重要意义。

附图说明

图1为具体实施方式一所述的矩形波导板的结构示意图；

图2为微带线终端通过金属化过孔与矩形波导板相连的示意图；

图3为矩形波导板上的耦合缝隙的示意图；

图4为形波导板上的波导腔和馈电腔的示意图；

图5为空气集成波导的馈电结构示意图；

图6为微带长度变化频率仿真曲线图；