[发明专利]一种用于毫米波的基片集成波导匹配负载

说明书

本发明一种用于毫米波的基片集成波导匹配负载，介质基板层中设有金属化通孔，金属化通孔包括两排纵向金属化通孔以及横向金属化通孔，横向金属化通孔封闭两排纵向金属化通孔的一端以形成封闭面，上金属覆铜层上设有匹配缝隙，匹配缝隙包括若干缝隙单元和一个横向单缝，每个缝隙单元包括两个关于该缝隙单元中点180度旋转对称的纵向双缝，每个纵向双缝包括两个分布在匹配负载中心线上下两侧的不同长度的纵向缝隙，且上下两侧的纵向缝隙偏移匹配负载中心线的距离相同，横向单缝垂直于匹配负载中心线；本发明为多端口基片集成波导器件提供了一种新颖的可工作在高频的一体化集成匹配负载，该高频匹配负载设计结构简单，集成度高且加工成本低。

技术领域

本发明属于毫米波器件领域，具体涉及毫米波基片集成波导匹配负载。

背景技术

匹配负载是一种单端口的微波器件，在理想情况下的能对输入的微波能量进行无反射吸收，广泛应用在无线通信系统、电磁测量和雷达等系统中。多端口系统中的无用端口需要采用匹配负载对其进行匹配，以降低对其他有用端口的反射，并且保证最大能量传输。商用的匹配负载有同轴和波导形式的，但是在电磁场高频频段，这两种形式的匹配负载难以加工，其价格昂贵并且笨重，无法适应系统高集成度的要求。

基片集成波导作为一种受到广泛应用的高频传输线，不仅具有波导结构的低插损和低泄漏辐射特性，还具有微带线的高集成度特性，为新兴的高集成度高频器件设计提供了良好的设计平台。随着基片集成的多端口器件，比如：耦合器、透镜、多端口天线阵、功分器的发展，为了满足无用端口的匹配需求，急需开展对一体化集成的基片集成匹配负载的研究。目前为止，关于基片集成波导匹配负载的国内外文献较少。方案一是一种在四分之一SIW短路结构中加载不同形状的薄膜电阻来设计匹配负载(详见：Uchida H,Nakayama M,Inoue A,et al.A post-wall waveguide(SIW)matched load with thin-film resistor[C]Microwave Conference Proceedings.IEEE,2011:1579-1585.)，但是此种方案需要很高的工艺精度并且需要昂贵的加工成本，同时难以工作在毫米波等更高频段。

方案二是通过破坏基片集成波导介质层结构，在其中放置吸波材料来设计匹配负载(详见：H.Chen,W.Che,Q.Li,C.Gu,and K.Wu,“Substrate-integrated waveguidematching terminations with microwave absorbing material,”Electron.Lett.,vol.50,no.17,pp.1216-1218,Aug.2014.),但是此方案需要通过机械方式破坏基片集成波导的传输结构，其加工装配复杂精度难以控制，同时无法工作毫米波等更高频段。

因此基于基片集成波导结构的便于加工的可工作在毫米波等更高频段的一体化集成匹配负载很有研究价值。

发明内容

本发明目的在于研究一体化集成的基片集成波导匹配负载，因商用的高频同轴和矩形波导匹配负载成本昂贵并且不利于集成，而目前研究的基片集成波导匹配负载都需要破坏基片集成波导结构并且需要较高的加工精度，为了解决以上问题，本发明提出了一种基片集成波导匹配负载，该匹配负载为平面结构，只需通过简单的PCB加工工艺，制作方便并且成本较低。

为实现上述发明目的，本发明具体技术方案如下：