[发明专利]一种基片集成槽间隙波导结构

说明书

本发明涉及一种基片集成槽间隙波导（SIGGW）结构，该波导由两层层介质板连接而成。上层介质板的上表面印刷有金属层，金属层两端连接过渡渐变线和馈电微带线，实现波导与微带线电路的模式转换和阻抗匹配；下层介质板的上表面两侧印刷有金属圆形贴片，中间是介质槽；下表面印刷有接地金属层，下表面的两侧分别打入多排周期性金属过孔，与上表面的金属圆形贴片相连，形成人工磁导体结构。该波导在下层介质槽和其上方介质板中传输电磁波，传输模式为TE10模。本发明实现了介质槽传输电磁波，解决了金属槽波导的难集成、体积大等问题，并实现了与微带线电路的模式转换和阻抗匹配。

技术领域

本发明涉及电子技术领域，具体涉及一种基片集成槽间隙波导结构。

背景技术

波导作为传输电磁波的媒介，因其高功率容量、低传输损耗等特点，在无线通信系统中得到了广泛应用。随着微波集成电路的迅速发展和频谱资源的日益紧张，小型化、集成化等对微波电路提出了更高的要求，传统的矩形波导因体积大、难集成等缺点很难适应集成电路的发展，而微带线、带状线等由于其损耗大等缺点也难以胜任。

间隙波导（Gap Waveguide, GW）是一种新型波导结构，由两块平行的金属导体板制成，上层金属板作为一个理想电导体(PEC)，下层金属板上有中间的金属脊/空气槽和两侧周期性金属钉形成的人工磁导体（AMC）构成，上下层之间为空气间隙层，电磁波会沿着金属脊/空气槽进行传播。间隙波导由于其上下封闭的金属导体板使得电磁波只能在内部传播，尤其是垂直极化的空气槽间隙波导结构，其损耗仅次于传统的矩形波导。

由于全金属的结构，间隙波导很难再电路中进行集成，为了改进这一缺陷，研究人员开始考虑使用印刷电路板（PCB）技术来实现间隙波导，如微带脊间隙波导。微带脊间隙波导采用PCB技术，通过介质板上印刷微带脊和蘑菇状电磁带隙结构来实现金属脊和AMC。而基片集成间隙波导（SIGW）技术在此基础上，将空隙间隙改进为介质间隙，改进了空气间隙的不稳定因素，使得加工也更加简便，且微带脊的走线也更加灵活自由。

本发明一种基片集成槽间隙波导，针对全金属制的空气槽间隙波导进行基片集成，不仅加工简便，而且其传输特性可以利用电路中的参数进行控制，实现了波导工作频率的可调谐。对比SIGW结构的准TEM模式传输，该发明传输TE模式，更容易进行模式分析和模式转换，且减小了SIGW的微带金属脊的传导损耗。

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，设计出一种基片集成槽间隙波导。

本发明一种基片集成槽间隙波导结构包括：上层介质板（1），下层介质板（2），其中：

a、上层介质板（1）的上表面印刷由金属层（3），上表面金属层（3）的两端分别与印刷的过渡渐变线金属层（4、6）和馈电微带线金属层（5、7）连接，微带线金属层（5、7）作为波导的两个输入/输出端口，可以与其他微带线器件或接头相连；

b、下层介质板（2）的上表面的两侧分别印刷有多排金属圆形贴片阵列（11，12），下层介质板（2）的上表面未印刷金属圆形贴片的中间位置为介质槽（9）；下层介质板（2）的下表面印刷有接地金属层（8），两侧分别打入多排周期性金属过孔（10），金属过孔（10）与金属圆形贴片（11，12）同圆心相连，形成蘑菇状电磁带隙（EBG）结构阵列；

c、上层介质板（1）和下层介质板（2）可通过粘接或螺丝固定在一起，上层介质板（1）与下层介质板（2）长度和宽度相同。

如上所述的一种基片集成槽间隙波导结构，上层介质板（1）为基片集成槽间隙波导的间隙层，其厚度小于传播波长的1/4；上层介质板（1）的过渡渐变线金属层（4、6）和馈电微带线金属层（5、7）为波导与微带线的转接结构。