[发明专利]一种宽频带表贴电阻型的全模基片集成波导衰减器

说明书

本发明涉及微波电路技术，具体涉及一种宽频带表贴电阻型的全模基片集成波导衰减器。本发明在SIW本体上开一条中间槽线用来安装贴片电阻，将经典的表贴电阻π型衰减器中间的串联电阻用五个并联电阻替换，每个电阻阻值为之前电阻阻值的五倍，同时两个接地电阻阻值保持不变，构成改进的表贴电阻π型衰减器以实现衰减功能。基于此设计思路得到的SIW衰减器对应于1dB、2dB、3dB、4dB和5dB衰减量时，其工作带宽为7.2‑13.7GHz(62.2％)，其工作带宽获得了极大地拓展。

技术领域

本发明涉及微波衰减器，具体涉及一种宽频带表贴电阻型的全模基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)衰减器，用来拓宽全模基片集成波导衰减器的工作带宽。

背景技术

衰减器可对微波信号的功率进行调整，常用来将大功率信号衰减到预定的功率值范围，提高电路稳定性，改善匹配网络的端口特性等。常用的衰减器实现在各种传输线中(如微带线、共面波导、接地共面波导等)，通常的电路结构拓扑形式为π型或T型。

基片集成波导具有损耗低、性能好、易于集成等优点，作为一种新型的导波技术已经被广泛地用于微波与毫米波电路。基片集成波导本身还具备传统金属波导和微带线的优点，能够在平面电路中很方便的实现高性能微波毫米波电路结构。

根据现有的文献报道，在全模基片集成波导衰减器中，对信号功率的衰减可以使用π型衰减网络，其由三个电阻元件构成，但这种拓扑结构得到的衰减器，其带宽还有进一步拓宽的空间。全模基片集成波导(SIW)衰减器的参考文献如下：

研究者Dong-Sik Eom等通过在SIW本体结构中，引入三个表贴电阻型π型衰减器，以实现对功率的衰减，获得了32％的相对带宽，参见文献Dong-Sik Eom,Hai-Young Lee,“An X-band substrate integrated waveguide attenuator,”Microwave and OpticalTechnology Letters,2014，56(10)：2446–2449。

半模基片集成波导(HMSIW)衰减器的参考文献如下：

研究者Dong-Sik Eom等通过在HMSIW(Half Mode Substrate IntegratedWaveguide)本体结构中，引入改进的表贴电阻π型衰减器，将经典的表贴电阻π型衰减器中间的一个串联电阻改成三个电阻并联的形式，加上两个接地电阻，总共5个电阻，以实现对功率的衰减，同时拓宽了带宽，相对带宽为68.6％，参见文献Dong-Sik Eom,Hai-YoungLee,“Broadband Half Mode Substrate Integrated Waveguide Attenuator in 7.29–14.90GHz,”IEEE Microwave and Wireless Components Letters,2015，25(9)：564-566。

在以上两种方法中，第一种方法在SIW本体中引入三个表贴电阻以实现π型衰减器，结构简单，但相对带宽仅为32％(8.04–11.12GHz)，具有很大的提升空间；第二种方法在HMSIW本体中，引入改进的表贴电阻π型衰减器，将经典的表贴电阻π型衰减器的中间串联电阻由一个改为三个电阻并联，共计五个表贴电阻，相对带宽达到68.6％。

发明内容

针对上述存在问题或不足，为拓宽全模基片集成波导衰减器的工作带宽。本发明提供了一种宽频带表贴电阻型的全模基片集成波导衰减器。

该宽频带表贴电阻型的全模基片集成波导衰减器基于常规的全模基片集成波导电路结构，包括SIW本体、渐变线和微带线。

SIW本体宽边长度为Ws，长边长度为Ls，渐变线的宽边长度为Wt，窄边长度为Wm，长度为Lt，窄边连接宽度为Wm、长度为Lm的微带线，SIW本体的四个角各自引入一个匹配用的金属化通孔，直径均为Match_d，共计4个。