一种微带线到带状线的宽带传输结构的制作方法

1.本实用新型属于微波/毫米波通信技术领域，公开了一种微带线到带状线的宽带传输结构。


背景技术：

2.在微波领域的一些特殊应用场合，为了有效减少馈线辐射对天线性能的影响，往往会通过过孔将微带线与带状线进行垂直互联，再通过带状线耦合或垂直打孔方式与基板表面的微带天线进行互联。微带线到带状线的转换通过垂直过孔进行互联，在高频条件下由于寄生参数的影响，会导致带宽窄、差损大的问题。随着pcb基板的厚度增加，此种互联方式的性能参数下降尤为明显，且加工工艺难度也随之增加。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种微带线到带状线的宽带传输结构，解决了传统微带线与带状线垂直互联结构导致的带宽窄、差损大和工艺难度高的问题。
4.本实用新型采用了如下技术方案：一种微带线到带状线的宽带传输结构，包括第一介质基板和第二介质基板，所述第一介质基板设置在所述第二介质基板的上方，所述第一介质基板的上表面设置有第一金属层，所述第一介质基板与第二介质基板之间设置有第二金属层，所述第二介质基板的下表面设置有第三金属层；
5.所述第一金属层包括微带线以及刻蚀在所述第一介质基板的上表面的金属介质，所述微带线的一端为所述第一介质基板在长度方向上的一端，所述微带线的另一端沿所述第一介质基板的长度方向延伸，且与所述金属介质连接；
6.所述第二金属层包括带状线以及刻蚀在所述第一介质基板的下表面的金属介质，所述带状线的一端为所述第一介质基板在长度方向上的另一端，所述带状线的另一端沿所述第一介质基板的长度方向延伸，且与所述金属介质连接；
7.所述第三金属层上设置有转换槽，所述转换槽位于两排所述金属过孔之间且位于所述带状线的下方，所述转换槽能够将基片集成波导的准te10模转换为带状线中的tem模。
8.进一步地，所述转换槽的形状为三角形，三角形的转换槽其中一条边与所述第二介质基板的宽边平行，三角形的转换槽其中一个角朝向所述带状线的一端。
9.进一步地，三角形的转换槽的另外两条边为直线和/或渐变曲线。
10.进一步地，所述微带线与所述带状线均包括阻抗线和过渡线，所述过渡线的一端与所述阻抗线连接，另一端与第二金属层或第一金属层连接。
11.进一步地，所述阻抗线的阻值为50ω。
12.进一步地，所述微带线与所述带状线均位于所述第一介质基板宽度的正中心。
13.本实用新型的有益效果：本实用新型微波信号通过微带线-基片集成波导（substrate integrated waveguide，siw）-带状线实现垂直、低插损传输，相比于传统微带转带状线的垂直过孔互联结构，该结构具有带宽大，传输损耗小的特点。本实用新型提出的
结构设计不存在直接互联，制作工艺难度低。
附图说明
14.图1为本实用新型的结构示意图。
15.图2为本实用新型的侧视图。
16.图3为本实用新型第一金属层的结构示意图。
17.图4为本实用新型第二金属层的结构示意图。
18.图5为本实用新型第三金属层的结构示意图。
19.图6为本实用新型第三金属层另一种实施方式的结构示意图。
20.图7为本实用新型的俯视示意图。
21.图8为本实用新型的仿真结果图。
具体实施方式
22.为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
23.在本实用新型的实施例中，图1和图2是根据本实用新型一种微带线到带状线的宽带传输结构的具体结构提供的示意图。如图1和图2所示，本实用新型包括第一介质基板1和第二介质基板2，所述第一介质基板1设置在所述第二介质基板2的上方，所述第一介质基板1的上表面设置有第一金属层31，所述第一介质基板1与第二介质基板2之间设置有第二金属层32，所述第二介质基板2的下表面设置有第三金属层33。
24.如图3所示，所述第一金属层31包括微带线4以及刻蚀在所述第一介质基板1的上表面的金属介质，所述微带线4的一端为所述第一介质基板1在长度方向上的一端，所述微带线4的另一端沿所述第一介质基板1的长度方向延伸，且与所述金属介质连接，所述微带线4的两侧与所述金属介质之间留有间隙。
25.如图4所示，所述第二金属层32包括带状线5以及刻蚀在所述第一介质基板1的下表面的金属介质，所述带状线5的一端为所述第一介质基板1在长度方向上的另一端，所述带状线5的另一端沿所述第一介质基板1的长度方向延伸，且与所述金属介质连接。所述带状线5的两侧与所述金属介质之间留有间隙。如图7所示，所述微带线4和所述带状线5分别位于所述第一介质基板1沿长度方向上的两侧。以图3和图4所示，第一金属层31与第二金属层32结构相同，方向相反。
26.所述第一介质基板1和第二介质基板2上均设置有两排金属过孔6，两排所述金属过孔6沿所述第一介质基板1的长度方向设置，具体的两排金属化过孔6从第一介质基板1的一侧延伸至另一侧，所述微带线4和所述带状线5均位于两排所述金属过孔6之间，所述金属过孔6连接第一金属层31和第二金属层32，所述微带线4和所述带状线5两侧的金属过孔6连接第二金属层32和第三金属层。中间连通连接第一金属层31和第二金属层32的两排金属过孔6形成基片集成波导（substrate integrated waveguide，siw）。
27.如图5所示，所述第三金属层33上设置有转换槽7，转换槽贯穿第三金属层33。所述转换槽7位于两排所述金属过孔6之间且位于所述带状线5的下方，所述转换槽7能够将基片集成波导的准te10模转换为带状线5中的tem模。
28.本实用新型微波信号通过微带线-基片集成波导（substrate integrated waveguide，siw）-带状线实现垂直、低插损传输，相比于传统微带转带状线的垂直过孔互联结构，该结构具有带宽大，传输损耗小的特点。本实用新型提出的结构设计不存在直接互联，制作工艺难度低。
29.在本实用新型的一个实施方式中，如图5和图6所述，所述转换槽7的形状为三角形，三角形的转换槽7其中一条边与所述第二介质基板2的宽边平行，三角形的转换槽7其中一个角朝向所述带状线5的首端。三角形转化槽能够将电磁波信号的传输模式从siw中切换到带状线上去。需要注意的是，三角形的转换槽7的边可以为直线或渐变曲线，具体为三角形的转换槽7朝向所述带状线5的首端的角的两条边，三角形转换槽的渐变曲线具体如图6所示。
30.在本实用新型的一个实施例中，所述微带线4与所述带状线5均包括阻抗线41和过渡线42，所述过渡线42的一端与所述阻抗线41连接，另一端与第二金属层32或第一金属层31连接。
31.其中，所述阻抗线41的阻值为50ω。微带线4的阻抗线41经过渡线42的平滑过渡，实现了siw与50ω阻抗线间的阻抗变换，并将微带线中准tem模平缓转换为siw中准te10模。siw通过带状线5的过渡线以及底层金属层上的三角形槽，将siw中的准te10模转换为带状线中的tem模，从而实现信号的宽带传输。过渡线42可以采用线性过渡或者渐变过渡。
32.在本实用新型的一个实施例中，所述微带线4与所述带状线5均位于所述第一介质基板1宽度的正中心，采用中心线馈入的方式可降低加工难度。
33.图8为信号的s参数图，如图8所示，横、纵坐标分别表示频率（ghz）和损耗（db），从图示结果看，回波损耗≤-20db的带宽约为21.5ghz，表明信号具有很宽的工作带宽。68.5~90ghz下的插损值小于1.2db，表明信号传输损耗小。
34.最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。