一种垂直型同轴-微带转换电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及微波无源技术领域，特别涉及一种垂直型同轴-微带转换电路。
【背景技术】
[0002] 为了提高微波有源模块电路的集成度及小型化程度，电路内部通常采用易于与 MMIC(微波单片集成电路）互联的微带电路形式，而系统接口通常为同轴或波导形式，因此 一般情况下模块电路的输入、输出接口均需要设计同轴-微带转换电路。
[0003] 工程中广泛采用的同轴-微带转换电路如图1所示的水平型同轴-微带转换电 路，图中1为同轴线，2为微带线，同轴线的内导体直接与微带线导带互连，该水平型转换电 路具有工艺实现简单及可用带宽大等优点。然而由于卫星通信舱内布局等因素的制约，通 常要求信号为垂直流向，此时接口电路必须选用图2所示的垂直型同轴-微带转换电路。 该垂直型同轴-微带转换电路包括同轴线1、金带3和微带线2,金带3用于连接同轴线1 向外延伸的内导体和微带线2,其对应实物、传输电磁场模式及特征阻抗如表1所不。从表 1可以看出，绝缘子内引线延伸部分及金带将引入寄生电感，会严重限制该转换电路在高频 段的应用。
[0004] 表1现有的垂直型同轴-微带转换电路的对应物、传输电磁场模式和特征阻抗列 表
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种垂直型同轴-微带转换电路， 该电路在微带线的互连端侧面增加了射频地，该射频地与同轴线和微带线的地连通，可以 使同轴内导体延伸部分和互连金带与之构成微带线，从而拓展了该转换电路的可用频带带 宽并降低了转换电路的回波损耗。
[0007] 本发明的上述目的通过以下方案实现：
[0008] -种垂直型同轴-微带转换电路，包括同轴线、互连金带、微带线，互连金带连接 同轴线内导体延伸部分和微带线电路部分，其特征在于：在微带线的互连端侧面引入设定 高度H的射频地，所述射频地与同轴线和微带线的地连通，其中H>0。
[0009] 在上述的垂直型同轴-微带转换电路中，通过如下方法在微带线的互连端侧面引 入高度为H的射频地：在微带线的端侧面上涂覆导电胶，所述导电胶的涂覆区域与微带线 的地连接，所述区域宽度与所述微带线端面宽度相同，所述区域的高度为H。
[0010] 在上述的垂直型同轴-微带转换电路中，射频地的高度H根据同轴-微带转换电 路的可用频带、回波损耗进行调整，具体调整方法如下：
[0011] (1)、首先在HFSS软件中建立垂直型同轴-微带转换电路的仿真模型，设定射频地 的初始高度为h。；
[0012] (2)、在仿真软件中设置所述转换电路的初始工作频带；
[0013] (3)、仿真分析得到所述转换电路在工作频带内的回波损耗，如果得到的回波损耗 大于设定的最小回波损耗L。，则调整射频地的高度并重复步骤（3)，如果仿真分析得到的回 波损耗小于或等于设定的最小回波损耗L。，则进入步骤（4);
[0014] (4)、扩展转换电路的工作频带，并返回步骤（3)，其中，如果扩展工作频带后无法 通过调整射频地的高度实现回波损耗小于或等于设定的最小回波损耗L。，则将上一组工作 频带内满足回波损耗小于或等于设定的最小回波损耗L。的射频地高度记录为最终的射频 地高度设置值Hcipt;
[0015] (5)、加工实物转换电路，在微带线的互连端侧面涂覆高度为Hcipt的导电胶。
[0016] 本发明与现有技术相比，具有以下优点：
[0017] (1)、本发明在微带线的互连端侧面上引入了射频地，该射频侧地与同轴线和微带 线的地连通。从微波电路阻抗匹配的角度而言：该引入的射频侧地与同轴线内导体延伸部 分以及互连金带构成空气微带，将原同轴线内导体延伸部分和互连金带的高阻感抗转变为 微带低阻，易于满足同轴与微带传输线的宽带匹配，降低了转换电路的回波损耗，减小了失 配；从电磁波传播角度而言：该引入的射频地实现了 "TEM-准TEM-准TEM"的连续渐变传 播，相对于现有的转换电路的"TEM-感抗辐射-准TEM"传播方式，本发明的转换电路消除 了感抗带来的辐射损耗；
[0018] (2)、本发明具体工艺可行性强，采用导电胶涂覆方式来引入射频地，实现方法简 单、可靠。
【附图说明】
[0019] 图1为现有的水平型同轴-微带转换电路；
[0020] 图2为现有的垂直型同轴-微带转换电路；
[0021] 图3为本发明的采取宽带补偿的垂直型同轴-微带转换电路；
[0022] 图4为实施例1中垂直型同轴-微带转换电路的回波损耗仿真结果；
[0023] 图5为实施例2中不同厚度微带线互连电路；
[0024] 图6为实施例2中不同厚度微带线互连电路的回波损耗仿真结果；
[0025] 图7为实施例3中背靠背的垂直型同轴-微带转换电路；
[0026] 图8为实施例3中宽带补偿的垂直型同轴-微带转换电路回波损耗实测值；
[0027]图9为实施例3中未做补偿的垂直型同轴-微带转换电路回波损耗实测值；
[0028] 图10为实施例3中宽带补偿及未做补偿的转换电路回波损耗实测值比对。
【具体实施方式】
[0029] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：
[0030] 本发明提供了一种垂直型同轴-微带转换电路，用于在微波有源模块电路中，实 现微带电路和同轴接口之间的低损耗互连。如图3所示的同轴-微带转换电路的连接示意 图，本发明的垂直型同轴-微带转换电路包括同轴线1、金带3和微带线2,其中，同轴线包 括外导体11和内导体12,微带线的上表面溅射有金属薄膜作为微带线电路21，其下表面为 微带线的地22。金带3用于连接同轴线内导体12延伸部分和微带线电路21，在微带线的 互连端侧面上引入有设定高度H的射频地23,该射频地23与同轴线的地也即同轴外导体 11和微带线的地22连通，其中H>0。
[0031] 在实际工程实现中，溅射工艺无法在垂直型同轴-微带转换电路上引入上述的射 频地，通过各种工艺的筛选和大量的试验，最后本发明通过在微带线的互连端侧面上涂覆 导电胶的方式实现了射频地的引入。其中导电胶的涂覆区域与微带线的地及同轴的地相连 接，涂胶区域宽度与微带线端面宽度相同且高度为H。该高度H根据同轴-微带转换电路的 预期使用频段及回波损耗进行调整，具体调整方法如下：
[0032](1)、首先在HFSS软件中建立垂直型同轴-微带转换电路的仿真模型，设定射频地 的初始高度为h。；
[0033](2)、在仿真软件中设置所述转换电路的初始工作频带；例如设置初始工作频带为 IGHz~30GHz;
[0034] (3)、仿真分析得到所述转换电路在工作频带内的回波损耗，如果得到的回波损耗 大于设定的最小回波损耗L。，则调整射频地的高度并重复步骤（3)，如果仿真分析得到的回 波损耗小于或等于设定的最小回波损耗L。，则进