[发明专利]一种圆弧弯曲的基片集成槽间隙波导结构

说明书

本发明涉及一种圆弧弯曲的基片集成槽间隙波导（B‑SIGGW）结构，该弯曲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，金属层两端分别连接过渡渐变线和馈电微带线，实现微带线电路的阻抗匹配；下层介质板的上表面两侧印刷由金属圆形贴片，中间是一条90°圆弧弯曲的介质槽，下表面印刷有接地金属层，下表面的两侧分别打入多排弯曲排列的周期性金属过孔，与上表面金属圆形贴片相连，形成电磁带隙人工磁导体结构。该弯曲波导传输模式为TE10模。本发明实现了介质槽传输电磁波，降低了波导不连续性对传输特性的影响，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。

技术领域

本发明涉及电子技术领域，具体涉及一种圆弧弯曲的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。

在波导的实际应用中常常需要把波导弯曲，以方便整体电路的布局，但同时会带来波导不连续性的影响。如何设计弯曲波导结构，使得不连续性的影响降到最低，是设计弯曲波导时首要考虑的问题。

本发明一种圆弧弯曲的基片集成槽间隙波导结构（Bend Substrate IntegratedGrove Gap Waveguid, B-SIGGW），设计了一个90°圆弧弯曲波导，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，大大降低了不连续性对波导传输特性的影响。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，设计出一种圆弧弯曲的基片集成槽间隙波导结构。

本发明一种圆弧弯曲的基片集成槽间隙波导结构结构包括：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弯曲排列的金属圆形贴片阵列（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一条90°圆弧弯曲的介质槽（9）；下层介质板（2）的下表面印刷有接地金属层（8），两侧分别打入多排弯曲排列的周期性金属过孔（10），金属过孔（10）与金属圆形贴片（11，12）同圆心相连，形成弯曲排列的蘑菇状电磁带隙（EBG）结构阵列；