一种波导到基片集成波导的转换装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种将特制波导与表面刻蚀多折罐线缝隙的基片集成波导进行连通 后形成的波导到基片集成波导的转换装置，属于微波毫米波器件技术领域。
【背景技术】
[0002] 在微波无线通信系统中，微波电路一直是十分重要的基础硬件，因而受到人们的 很大重视。19世纪末，电磁场与电磁波理论的发展，催生了微波电路的基本概念，而导波结 构是微波电路的基础，关系着微波系统的整体性能。导波结构发展至21世纪初，研究工作 者提出了低损耗、易集成、小型化的基片集成波导，标志着导波结构发展至新的阶段。
[0003] 微波电路通常分为多种不同功能的模块。为了区分电路功能，W及方便移植与测 试的需要，微波电路各模块通常需要单独设计和测试，而包含基片集成波导结构的微波电 路通常需要使用接头进行连接测试。
[0004] 在50GHzW下频段，人们通常用同轴接头进行测试。但是，对于50GHzW上的频 段，同轴接头特别昂贵，并且在如此高的频段同轴接头及同轴电缆特别容易受到干扰，性能 恶化非常严重，因此，人们通常使用传统的金属波导进行连接和测试。目前的基片集成波导 到波导的转接技术损耗过大，工作带宽较窄，而且加工难度很大，该大大限制了基片集成波 导电路的发展，对基片集成波导电路的设计和测试带来很大阻碍。因此，宽带、高性能、易加 工的波导到基片集成波导的转换装置具有非常重要的研究意义。
【发明内容】
[0005] 发明目的；为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种适用于微波毫米波 器件技术领域的波导到基片集成波导的转换装置，该转换装置具有易加工、低成本、低反射 系数、低损耗和宽频带工作等优点。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种波导到基片集成波导的转换 装置，包括特制波导（1)和基片集成波导（7);所述基片集成波导（7)包括由上到下依次设 置的顶层金属层巧）、介质基片巧）、底层金属层（10)，且所述基片集成波导（7)上设置有贯 穿顶层金属层巧）、介质基片巧）、底层金属层（10)的两排金属化通孔（11);同时所述顶层 金属层（8)上刻蚀有一对第一多折罐线缝隙（12)，该一对第一多折罐线缝隙（12)设置于 顶层金属层（8)横向的两端，且位于两排金属化通孔（11)之间，同时关于顶层金属层巧） 的纵向中屯、线对称；而所述底层金属层（10)刻蚀有一对第二多折罐线缝隙（13)，该一对第 二多折罐线缝隙（13)设置于底层金属层（10)横向的两端，且位于两排金属化通孔（11)之 间，同时关于底层金属层（10)的纵向中屯、线对称；所述特制波导（1)包括上金属块（2)和 下金属块（3)，且上金属块（2)和下金属块（3)相对设置；所述上金属块（2)开设有与第 一多折罐线缝隙（12)相匹配对齐的第一波导槽（4)，同时所述下金属块（3)开设有与第二 多折罐线缝隙（13)相匹配对齐的第二波导槽巧），且下金属块（3)开设有与基片集成波导 (4)外形相匹配的基片槽化）；所述基片集成波导（7)放入基片槽化）内，且第一多折罐线 缝隙（12)与第一波导槽（4)匹配对齐，第二多折罐线缝隙（13)和第二波导槽巧）匹配对 齐；且第一波导槽（4)和第二波导槽（5)组成一个标准波导的波导口。
[0007] 优选的；所述特制波导（1)开设有用于与标准波导安装连接的螺纹孔和销钉孔。
[0008] 优选的：所述第一多折罐线缝隙（12)W及第二多折罐线缝隙（13)的横向方向均 位于基片集成波导（7)的正中间；且第一多折罐线缝隙（12)与第二多折罐线缝隙（13)在 俯视投影中关于纵向对称。
[0009] 优选的：所述第一多折罐线缝隙（12)与第二多折罐线缝隙（13)均为结构相同的 多折罐线缝隙；所述第一波导槽（4)、第二波导槽（5)为结构相同的波导槽；所述多折罐线 缝隙的轮廓由两条互相垂直的直线段A与直线段B，W及一条由多条直线段构成的曲线段C 组成，且所述直线段A的长度与波导槽的横向长度相同，所述直线段B的长度与曲线段C的 纵向总长度相同，且直线段A、直线段BW及曲线段C之间首尾依次互相相连，形成第一多折 罐线缝隙（12)或第二多折罐线缝隙（13)的轮廓。
[0010] 优选的；所述多折罐线缝隙上设置有尖劈渐变结构，该尖劈渐变结构为第一多折 罐线缝隙（12)和第二多折罐线缝隙（13)在顶层金属层（8)和底层金属层（10)影射重叠 的部分。
[0011] 优选的：所述第一波导槽（4)的纵向总长度长于第一多折罐线缝隙（12)的纵向总 长度；第二波导槽巧）的纵向总长度长于第二多折罐线缝隙（13)的纵向总长度。
[0012] 优选的：所述基片槽（6)横向宽度与基片集成波导（7)宽度相同，所述基片槽化） 的垂直方向深度与基片集成波导（7)的厚度相同；所述第二波导槽（5)在横向方向上位于 基片槽做的正中间；所述第二波导槽妨垂直方向深度比第一波导槽（4)垂直方向深度 大于半个基片集成波导（7)的厚度。
[0013] 优选的；用介质填充矩形波导来等效基片集成波导，该介质与所述基片集成波导 的介质具有相同特性，则基片集成波导（7)与介质填充矩形波导之间的等效公式为；
[001引其中，d为金属化通孔直径，S为相邻金属化通孔中屯、距离，Wsi"为所述基片集成波 导的两排金属化通孔列的中屯、线之间的距离，为相应的等效传统介质矩形波导的内截 面的较长边的长度；
[0019] 或者，当S足够小，同时满足等效波导宽度介于Ws"和Ws"-d之间的时候，相应 的基片集成波导（7)与介质填充矩形波导之间的等效公式为：
[0020]
[0021] 优选的；在毫米波频段，所述金属化通孔（11)直径为0. ;相邻金属化通孔 (11)中屯、距离为0.
[002引优选的；当工作频率在f。到2f义间时，基片集成波导只传输准TE1。模；其中主模 截止频率
C为真空中的光束，1，et为介质基片的相对介电常 数，准TEi。模截止波长A。=2胖,"。，胖"；为相应的等效传统介质矩形波导的内截面的较长边 的长度。
[0023] 有益效果
[0024] 本发明提供的一种波导到基片集成波导的转换装置，相比现有技术，具有W下有 益效果：
[0025] 1)本发明特制波导结构简单紧凑，加工难度小，加工成本低，便于低成本、大规模 生产和使用。
[0026] 2)本发明的金属层表面刻蚀多折罐线缝隙的基片集成波导可W利用普通PCB工 艺加工，精度高、重复性好，适合低成本、大批量生产。
[0027] 3)所述转换装置是封闭结构，从特制波导的波导口中的进入的电磁波全部进入多 折罐线结构中，再全部从多折罐线结构进入基片集成波导中，没有电磁波的泄露和福射，因 而对周围电路影响小，可W方便的与后级射频电路进行集成。
[002引 4)所述转换装置工作频带宽，反射系数低，插入损耗低。在本发明的实施实例 中的测试结果表明，转换装置工作的相对带宽达到40%，在整个V波段内插入损耗为 1.28-1. 52地，反射系数<-18. 1地，其中，50-72GHZ内插入损耗为1.28-1. 42地，反射系数 <-20 地。
【附图说明】
[0029] 图1为本发明的波导到基片集成波导的转换装置结构示意图。
[0030] 图2为本发明的多折罐线缝隙的结构示意图。
[0031] 图3为实施例1中特制波导1的侧视图。
[0032] 图4为实施例1中基片集成波导7的俯视图。
[0033] 图5为实施例1的仿真及测试的S参数对比图。
[0034] 图中有；1为特