一种波导带状线过渡结构的制作方法

本发明属于毫米波无源电路设计技术，具体涉及一种一种波导带状线过渡结构。

背景技术：

随着通信设备日益小型化的需求，在各种器件的指标得到保证的情况下，对各种器件体积的要求和模块的电磁兼容性要求越来越高。在目前的毫米波电路设计过程中，波导、带状线、微带线得到了广泛的应用，然而其体积与重量均较大，带状线设计简单，具有电磁兼容性好、抗干扰等优点，如果实现波导-带状线转换将为电路设计提供很高的灵活性。这些为我们实现某些功能提供了很好的技术基础。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种结构简单、设计灵活的波导带状线过渡结构，克服或减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

本发明的目的通过如下技术方案实现：一种波导带状线过渡结构，实现波导与多层介质板结构内部的带状线连接，该多层介质板结构由五层金属层和四层介质板层层叠而成，其中，每两层金属层中夹一层介质板层；

第一金属层为覆铜地层；

第二金属层上开设有通孔，该通孔由与波导截面形状相同的矩形通孔一以及与该通孔一贯穿相连的用于放置所述带状线的通孔二，其中，矩形通孔一放置有椭圆形贴片一，该椭圆形贴片一与所述带状线相连；

第三金属层上开设有用于放置椭圆形贴片二的通孔三；

第四金属层上开设有通孔四；

第五金属层上开设有与波导截面形状相同的矩形通孔五，该矩形通孔五中设置有椭圆形贴片三；

其中，椭圆形贴片一、椭圆形贴片二、椭圆形贴片三三贴片的中心共线并且与多层介质板结构垂直，

该多层介质板结构垂直设置有贯穿的金属化通孔，并且该金属化通孔沿矩形通孔一与通孔二外边缘设置。

优选地是，所述四层介质板层均为Rogers4350介质板。

优选地是，所述四层介质板层分别为第一介质层、第二介质层、第三介质层、第四介质层，所述第一介质层位于所述第一金属层与所述第二金属层之间，厚度为0.508mm；所述第二介质层位于所述第二金属层与所述第三金属层之间，厚度为0.608mm；所述第三介质层位于所述第三金属层与所述第四金属层之间，厚度为0.1mm；所述第四介质层位于所述第四金属层与所述第五金属层之间，厚度为0.254mm。

优选地是，所述第二金属层中的所述矩形通孔一长为7.11mm宽为3.56mm；所述带状线线宽为0.565mm；所述椭圆形贴片一长轴长度为2.2mm，短轴长度为2.0mm。

优选地是，所述第三金属层中的所述通孔三为椭圆形开孔，其长轴长度为3.535mm，短轴长度为3.5mm；所述椭圆形贴片二长轴长度为2.0mm，短轴长度为1.4mm。

优选地是，所述第四金属层中的所述通孔四为椭圆形开孔，其长轴长度为3.535mm，短轴长度为3.5mm。

优选地是，所述第五金属层中的所述矩形通孔五长为7.11mm宽为3.56mm；所述椭圆形贴片三长轴长度为2.2mm，短轴长度为1.54mm。

本发明所提供的一种波导带状线过渡结构的有益效果在于，不借助于结构件，借助于多层介质板结构技术，实现波导与多层介质板结构内部的带状线之间的阻抗匹配，从而实现波导-带状线的过渡；该转换结构简单、具有加工精度高、批次一致性好以及体积小重量轻等特点，提高了电路设计灵活性。

附图说明

图1为本发明波导带状线过渡结构中的板面侧面结构示意图；

图2为本发明波导带状线过渡结构中的第一金属层示意图；

图3为本发明波导带状线过渡结构中的第二金属层示意图；

图4为本发明波导带状线过渡结构中的第三金属层示意图；

图5为本发明波导带状线过渡结构中的第四金属层示意图；

图6为本发明波导带状线过渡结构中的第五金属层示意图；

图7为本发明波导带状线过渡结构一种实施例的S参数仿真图。

附图标记：

1-第一金属层、2-第一介质层、3-第二金属层、4-第二介质层、5-第三金属层、6-第三介质层、7-第四金属层、8-第四介质层、9-第五金属层、10-金属化通孔、11-带状线、31-通孔、51-通孔三、71-通孔四、91-矩形通孔五、311-矩形通孔一、312-通孔二、313-椭圆形贴片一、511-椭圆形贴片二、911-椭圆形贴片三。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图对本发明的波导带状线过渡结构做进一步详细说明。

如图1所示，一种波导带状线过渡结构，实现波导与多层介质板结构内部的带状线连接，该多层介质板结构由五层金属层和四层介质板层层叠而成，其中，每两层金属层中夹一层介质板层，从上到下依次为第一金属层1、第一介质层2、第二金属层3、第二介质层4、第三金属层5、第三介质层6、第四金属层7、第四介质层8、第五金属层9，在图1到图6中阴影部分为每一层中的金属部分。

第一金属层1为顶部的覆铜金属地层，如图2所示。

第一介质层2为Rogers4350介质板，厚度为0.508mm，其在第一金属层1与所述第二金属层3之间，第一介质层2上方为第一金属层1，下方为第二金属层3。

第二金属层3包括带状线11部分、椭圆形贴片一313以及有着通孔31的覆铜金属地层，该通孔31由与波导截面形状相同的矩形通孔一311以及与该通孔一311贯穿相连的用于放置带状线11的通孔二312组成，其中，矩形通孔一311放置有椭圆形贴片一313，该椭圆形贴片一313与带状线11相连。其中，带状线部分31线宽选择为0.565mm(即WSL)；椭圆形贴片一313，其长轴长度选择为2.2mm(即WPA1)，短轴长度选择为2.0mm(即WPB1)；矩形通孔一311与波导截面形状相同，长为7.11mm宽为3.56mm，如图3所示。

第二介质层4为Rogers4350介质板，厚度为0.608mm，其在第二金属层3与所述第三金属层5之间，第二介质层4上方为第二金属层3，下方为第三金属层5。

第三金属层5包括有着通孔三51的覆铜金属地层以及椭圆形贴片二511，该通孔三51用于放置该椭圆形贴片二511。其中，通孔三51为椭圆形开孔，其长轴长度选择为3.535mm(即WPA3)，短轴长度选择为3.5mm(即WPB3)；椭圆形贴片二511的长轴长度为2.0mm(即WPA2)，短轴长度为1.4mm(即WPB2)。通孔三51的中心与椭圆形贴片二511的中心重合，如图4所示。

第三介质层6为Rogers4350介质板，厚度为0.1mm，其在第三金属层5与所述第四金属层7之间，第三介质层6上方为第三金属层5，下方为第四金属层7。

第四金属层7为有着通孔四71的覆铜金属地层，其中.通孔四71为椭圆形开孔，其长轴长度选择为3.535mm(即WPA4)，短轴长度选择为3.5mm(即WPB4)，如图5所示。

第四介质层8为Rogers4350介质板，厚度为0.254mm，其在第四金属层7与所述第五金属层9之间，第四介质层8上方为第四金属层7，下方为第五金属层9。

第五金属层9包括椭圆形贴片三911以及有着矩形通孔五91的覆铜金属地层，其中，椭圆形贴片三911的长轴长度选择为2.2mm(即WPA5)，短轴长度选择为1.54mm(即WPB5)；矩形通孔五91与波导截面形状相同，即与矩形通孔一311相同，长为7.11mm，宽为3.56mm，如图6所示。

椭圆形贴片一313、椭圆形贴片二511、椭圆形贴片三911、以及第三金属层5上的椭圆形通孔三51、第四金属层7上的椭圆形通孔四71的中心，均在同一条直线上，并且与该多层介质板结构垂直。

该多层介质板结构垂直设置有贯穿的金属化通孔10，并且该金属化通孔10沿矩形通孔一311与通孔二312外边缘设置，详见图2至图6。

本发明的波导带状线过渡结构的工作原理简述如下：

本发明调节各个参数设置，通过过渡结构来实现波导与带状线之间的阻抗匹配，同时也意味着传输模式从波导内的TE模转换到带状线的TEM模。

从图7中可以看到本发明的波导带状线过渡结构的实施例在32.1GHz-37.1GHz范围内S11与S22小于-15dB，同时插损小于0.7dB,其中，S21表示带状线端口传输到波导端口的信号的信号的插入损耗，S11表示带状线端口的回波损耗，S22表示波导端口的回波损耗。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。