[发明专利]复杂馈电网络中基于空气间隙波导的立体过渡结构

说明书

本发明公开了一种复杂馈电网络中基于空气间隙波导的立体过渡结构，属于微波元器件，包括顶层板、中间层板和底层板，中间层板设置在顶层板和底层板之间，三者固连；具体采用理想电导壁、人工磁导壁、脊间隙波导结构、空气间隙波导‑耦合缝隙匹配结构、矩形波导过渡结构、国标BJ400矩形波导耦合缝隙和电磁带隙EBG结构；电磁波只能沿着顶层板的矩形波导过渡结构和脊间隙波导结构、空气间隙波导‑耦合缝隙匹配结构和国标BJ400矩形波导耦合缝隙形成的特定引导结构传输；电磁带隙EBG结构周期性的布置在脊间隙波导周围，用于限制电磁波向四周泄漏。本发明在较宽的带宽下实现了低插入损耗的传输特性。

技术领域

本发明属于微波元器件，具体涉及一种复杂馈电网络中基于空气间隙波导的立体过渡结构。

背景技术

在过去的十年中，在毫米波（mmW）的应用领域提出了一种新的传输结构，即间隙波导技术。基于该技术产生了大量微波器件，如天线、滤波器、馈电网络和耦合器等。间隙波导是通过两个平行的金属板实现，电磁带隙阵列制作在下金属板形成人工磁导面，上金属面为理想电壁。除了沿着一些特定的引导结构，例如脊（Ridge）和槽，在引脚顶部和上板之间的间隙小于四分之一波长的条件下，没有电磁波可以穿过上述结构。

就像所有不同类型的间隙波导一样，电磁波仅在人工磁导面和理想电壁之间的空气中传播。相比微带线结构以及基片集成波导，由于空气间隙波导中电磁波的传播不是在介质中进行，因此它的介质损耗很低，这些都是微带线以及基片集成波导所不能及的。

Davoud Zarifi, Ali Farahbakhsh等在《Design and Fabrication of a High-Gain 60-GHz Corrugated Slot Antenna Array With Ridge Gap WaveguideDistribution Layer》（IEEE Trans. Antennas Propag, vol. 64, no. 7, pp. 2905-2913, July, 2016.）一文中设计了一种RGW到WR-15的一种16 x 16天线过渡传输方式，其实测增益大于32.5dBi，天线效率超过70%，但是没有提及到如何降低插入损耗问题。

A. Farahbakhsh, D. Zarifi等在《60-GHz groove gap waveguide basedwideband H -plane power dividers and transitions: For use in high-gain slotarray antenna》（IEEE Trans. Microw. Theory Techn, vol. 65, no. 11, pp. 4111–4121, Nov. 2017.）一文中设计了一种基于槽空气隙导波结构（groove gap waveguide ，GGW）技术的功率分配器，其增益大于32.5dBi，总辐射效率超过80%，但是没有提及到如何降低插入损耗问题。

与传统的法向阵列天线相比，单脉冲阵列天线、六端口阵列天线、巴特勒矩阵多波束阵列天线，他们的馈电网络更大，更复杂，也就需要更多的布线空间来进行馈电网络的设计，这就要求在连接不同层馈电网络的传输结构需要具有低插入损耗特性和宽带宽的特性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复杂馈电网络中基于空气间隙波导的立体过渡结构，提高了馈电网络各层间的传输效率，进而降低了插入损耗。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种复杂馈电网络中基于空气间隙波导的立体过渡结构，包括顶层板、中间层板和底层板，中间层板设置在顶层板和底层板之间，三者固连。