[发明专利]封装的基片集成间隙波导功分器

说明书

本发明封装的基片集成间隙波导功分器，包含上中下三层介质板。上层介质板（1）的上表面印刷第一金属层（4）形成理想电导体（PEC），下表面则印刷微带线（6）；中间层介质板（2）分隔上下两层介质板，同时使微带线能灵活地布局；底层介质板（3）上印制蘑菇状电磁带隙（EBG）周期结构（10），构成基片集成间隙波导（SIGW）的理想磁导体（PMC）。PEC和PMC将保证电磁波沿微带线传播，且阻止电磁波在其他方向上的泄漏。本发明封装的基片集成间隙波导功分器具有损耗小、抗干扰能力强、结构简单、易集成的优点，能用在5G毫米波通信系统。

技术领域

本发明涉及电子技术领域，具体涉及封装的基片集成间隙波导功分器。

背景技术

随着移动通信与互联网的深度融合，以及物联网的飞速发展，智能终端设备的接入量和无线数据流量呈指数级增长。第四代(4G)移动通信技术已经不能满足低延迟、高容量和大连接的需求。因此，面向2020年和未来的第五代(5G)通信的研究将开始，将带来最终的用户体验。毫米波技术对于5G通信提高数据速率至关重要。5G的一些毫米波频段已经发布，包括24.25 GHz-27.5 GHz, 37 GHz-40.5 GHz和42.5 GHz-43.5 GHz频段由国际电信联盟(ITU)提出，联邦通信委员会(FCC)提出的27.5GHz-28.5GHz频段。

功率分配器即功分器，是将输入信号功率分成相等或不等的几路功率输出的一种多端口无源微波网络，用于功率分配或功率合成。其性能直接影响整个系统能量的分配效率。随着毫米波天线和滤波器等器件的不断发展，对毫米波功分器的要求也越来越高，需求也越来越大。传统的微带功分器（如威尔金森、分支线电桥、环形电桥等），品质因数低，易实现宽带，但具有损耗大，功率容量小等缺点，且存在平面/非平面集成问题，制作成本高、工艺复杂。

因此，需要适用于毫米波通信的功分器。基片集成波导(SIW)能够实现毫米波应用的平面化和集成，传输损耗低。但是，SIW功分器存在输出端口隔离度低、带宽窄、空间辐射和不适合集成等问题。

2012年，微带间隙波导被设计出来以满足通信系统小型化的需求。近年来，张晶等学者利用介质板代替了微带间隙波导中的空气间隙，设计出了基片集成间隙波导（SIGW）结构，实现了更稳定的间隙高度和更好的性能。SIGW具有的理想磁导体（PMC）性能使之可以方便地应用于各种微波毫米波器件的封装。

本发明封装的基片集成间隙波导功分器，具有损耗小、抗干扰能力强，结构简单、易集成的优点，能应用于射频、微波、毫米波和太赫兹通信系统。

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，设计出封装的基片集成间隙波导功分器。

本发明封装的基片集成间隙波导功分器，包括：上层介质板（1），中间层介质板（2），下层介质板（3），其中。

a.上层介质板（1）的上表面印刷有第一金属层（4）；上层介质板（1）的下表面印刷有微带线（6）；微带线（6）是多节阻抗变换微带传输线结构，由6段矩形微带线（a1,a2,a3,a4,a5,a6）相连而成；在微带线(a1)与微带线（a3）的连接处，以及微带线(a2)与微带线（a4）的连接处，分别切去直角三角形（6-1）和直角三角形（6-2）；在三段微带线（a3、a4和a5）的连接处切去等腰三角形（6-5）；在微带线（a5）和微带线（a6）的不连续连接处补上直角三角形（6-3，6-4）。

b.端口8为输入端口，端口7和端口9为等幅同相输出端口。

c.下层介质板（3）的下表面印刷有第二金属层（5），介质板（3）内部嵌入蘑菇状电磁带隙周期结构（10）。

d.中间层介质板（2）用于隔开上层介质板（1）和下层介质板（3）,同时方便微带线布线。