[发明专利]应用在毫米波频段的宽带RWG与SIW的差分过渡结构

说明书

本发明公开了应用在毫米波频段的宽带RWG与SIW的差分过渡结构。传统的矩形波导与毫米波差分电路的过渡结构整个尺寸大，损耗高。本发明包括依次叠置的第一金属层、第一介质基板、第二金属层、第二介质基板和第三金属层。所述第一金属层的中部开设有第一工字形槽。第二金属层的中部开设有第二工字形槽。第一介质基板上开设第一SIW矩形谐振腔。第二介质基板上开设第二SIW矩形谐振腔和两个SIW差分传输线结构。两个SIW差分传输线结构分别设置在第二SIW矩形谐振腔的两侧。本发明具有较宽的工作带宽，较低的损耗，较好的相位、幅度的一致性，且集成度高、加工的精度要求较低。

技术领域

本发明属于微波技术领域，具体涉及一种应用在毫米波频段的矩形波导(Rectangular Waveguide：RWG)与基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide:SIW)的差分过渡结构。

背景技术

毫米波频段具有信道容量大，抗干扰能力强等优点，是目前研究的热门频段。目前，国家工信部已将24.75GHz～27.5GHz，37GHz～42.5GHz的毫米波频段划分为第五代移动通信系统(5G)的工作频段。

基片集成波导(SIW)既具有传统矩形波导具有的低损耗，高品质因素等优点，又同时具有结构简单，制造成本低，易于集成的优点，所以被广泛应用在毫米波电路中。此外，矩形波导(RWG)由于其低传输损耗和高功率容量特性，在毫米波频段的电路中也具有举足轻重的地位。所以，在一些毫米波频段应用场景中，基片集成波导(SIW)和矩形波导(RWG)技术被同时应用，故在此时，连接两种波导的过渡结构对系统的性能起到了至关重要的作用。

差分电路在工作时往往具有良好的抗干扰的性能，所以在毫米波频段得到了广泛的研究关注。而传统的矩形波导(RWG)与毫米波差分电路的过渡结构往往需加入平衡-不平衡转换，即巴伦结构来实现。巴伦结构的加入会增大整个结构的尺寸，增加额外损耗。此外，为了实现宽带的阻抗匹配，巴伦结构的设计复杂度会大大增加，制造成本也相应增大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用在毫米波频段的宽带RWG与SIW的差分过渡结构。

本发明包括依次叠置的第一金属层、第一介质基板、第二金属层、第二介质基板和第三金属层。所述第一金属层的中部开设有第一工字形槽。所述的第一工字形槽包括第一中间槽和两个第一边缘槽。第一中间槽的两端与两个第一边缘槽的中部分别连通。两个第一边缘槽的槽宽为Da， 0.4λ_g1≤Da≤0.6λ_g1。第一中间槽的槽宽为Da-2La，0.03λ_g1≤La≤0.09λ_g1。λ_g1为中心频率在第一介质基板中的工作波长。

第二金属层的中部开设有第二工字形槽。所述的第二工字形槽包括第二中间槽和两个第二边缘槽。第二中间槽的两端与两个第二边缘槽的中部分别连通。两个第二边缘槽的槽宽为Db，0.475λ_g2≤Db≤0.6λ_g2。第二中间槽的槽宽为Db-2Lb，0.03λ_g2≤Lb≤0.05λ_g2。λ_g2为中心频率在第二介质基板中的工作波长。第一介质基板上开设第一SIW矩形谐振腔。第二介质基板上开设第二SIW矩形谐振腔和两个SIW差分传输线结构。两个SIW差分传输线结构分别设置在第二SIW矩形谐振腔的两侧。第一SIW矩形谐振腔、第二SIW矩形谐振腔及两个SIW差分传输线结构均由多个金属通孔组成。