[发明专利]一种新型基片集成间隙波导的封装微带线结构

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术领域，具体涉及一种新型基片集成间隙波导的封装微带线结构。

背景技术

微带线是用于传输微波信号的一种传输线，其在很多领域得到了广泛使用。与金属波导相比，微带线具有体积小、重量轻、工作频带宽、可靠性高以及制造成本低等特性。传统微带线存在辐射损耗、平面波和空腔谐振的问题。

带状线和基片集成波导在抑制空间辐射方面有较好的性能，但是带状线的垂直不对称性会产生有害的高阶模。由于基片集成波导（Substrate Integrated Waveguide, SIW）传输的是TE₁₀模，当SIW与TEM/准TEM模式的微带线集成时，不可避免会产生模式转换损耗，妨碍电路集成。目前，间隙波导（Gap Waveguide, GW）被用来封装微带线，有效地抑制了空间辐射和表面波。同时，由于间隙波导（GW）中传输的是准TEM波，当其与微带线集成时，就不存在模式转换损耗。但是，传统的间隙波导（GW）体积庞大，不利于集成，而且难以保证连续的空气间隙高度，在实现上比较困难，且花费昂贵。

最近提出的基片集成间隙波导（Substrate Integrated Gap Waveguide, SIGW），保留了间隙波导（GW）的优点，很大程度地减小了整体的重量和尺寸。SIGW利用介质板作为间隙层，保证了稳定的间隙高度。同时，SIGW具有制造简单、损耗低、结构稳定、传输性能好以及工作带宽较宽的特性。

本发明用基片集成间隙波导（SIGW）来封装微带线，不仅可以抑制空间辐射和平面波，而且有助于实现高性能和小尺寸电路设计的高性价比。

本发明内容，经文献检索，未见与本发明相同的公开报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，设计出一种新型弯曲微带脊基片集成间隙波导结构。

包括：顶层介质板（1），中间层介质板（2），底层介质板（3），其中：

a、顶层介质板（1）的上表面印刷有金属层，在介质板（1）上打有周期性金属过孔（4），介质板（1）的下表面敷贴有周期性金属圆形贴片（5），周期性金属过孔与周期性金属圆形贴片（5）一起构成蘑菇形电磁带隙（EBG）结构；

b、中间层介质板（2）即间隙层，位于顶层介质板（1）和底层介质板（3）的中间位置；

c、底层介质板（3）上表面印刷有之字形微带线（6），下表面印刷有金属层；所述之字形微带线（6）是由带状微带线经两次90度弯曲后形成的；之字形微带线（6）的垂直部分微带线（7）沿Y轴方向，关于X轴对称，X轴与介质板的上下对折线重合；之字形微带线（6）的水平部分微带线（8、9）具有不同的长度，平行于X轴；在之字形微带线（6）的弯曲处设计了倒角（10、11）；在之字形微带线（6）的两端分别设有匹配功能的渐变线（14）和渐变线（15），使基片集成间隙波导的封装微带线的特性阻抗随频率变化保持稳定，便于集成；

d、所述一种新型基片集成间隙波导的封装微带线结构的三层介质板的介电常数相同，三层介质板粘合在一起形成本发明的新型基片集成间隙波导的封装微带线结构。所述顶层介质板（1）与中间层介质板（2）长度和宽度相同；底层介质板（3）宽度与上面两层介质板宽度相同，但长度略长，使渐变微带线（14、15）处于裸露状态，以便于测试。

如上所述，新型基片集成间隙波导的封装微带线结构顶层介质板（1）的厚度比中间层介质板（2）和底层介质板（3）的厚度要厚，以减少传导损耗，降低空间辐射和表面波，获得较宽的带宽。

如上所述的新型基片集成间隙波导的封装微带线结构，调整顶层介质板（1）和底层介质板（3）的介电常数能实现使该封装微带线的工作带宽得到改变；增加顶层介质板（1）的介电常数，将降低微带线的高频截止频率；增加底层介质板（3）介电常数，将同时降低微带线的高频截止频率和低频截止频率。

如上所述的新型基片集成间隙波导的封装微带线结构，当顶层介质板（1）的介电常数达到10以后，低频截止频率和高频截止频率将不会随着底层介质板（3）的介电常数的改变而发生变化。

如上所述，新型基片集成间隙波导的封装微带线结构的中间层介质板（2）代替不稳定的空气间隙，保障上下两层介质板（1、3）之间有一个稳定的间隙高度。