基于基片集成波导的均衡器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于基片集成波导的均衡器，包括一多层电路板以及设置于该电路板上的均衡模块。电路板从上至下包括第一介质层(2)、第一金属层(3)、第二介质层(4)、第二金属层(5)、第三介质层(6)、第三金属层(7)；均衡模块包括微带层(1)、第一探针结构、第二探针结构、第三探针结构、第一谐振腔腔壁(41)、第二谐振腔腔壁(42)、第三谐振腔腔壁(62)。本发明基于基片集成波导以及低温共烧陶瓷技术，提供了一种能使驱动模块在各频点上的输出功率均能推动行波管放大器达到饱和状态的均衡器，该均衡器在Ka频段表现出了良好的可调性，具有构成毫米波增益均衡器的能力。
【专利说明】
基于基片集成波导的均衡器
技术领域
[0001]本发明属于电子设备技术领域，具体涉及一种基于基片集成波导的均衡器的设
i+o
【背景技术】
[0002]在毫米波功率模块中，一般来说，行波管放大器的增益在工作频带中心处较两端略高，在等功率输入条件下，行波管放大器将在工作频带中心频率处优先达到饱和状态。在毫米波功率模块等激励工作时，不能达到全工作频带的饱和输出。
[0003]低温共烧陶瓷技术是由休斯公司在1982年成功研制出来的一种多层基板布线技术，具有集成度高，高频特性优良的特点，它是把低温共烧陶瓷粉加工制作成一定厚度并致密的生磁带，再在磁带上打孔、注浆、印刷导体图形等，可以将电容、电阻、无源部分的设计埋置入多层基板中，最终叠压在一起，在900度左右温度下烧结后，加工制作成高密度的多层电路。可以形成较高集成度，较好性能的电路功能模块。
[0004]基片集成波导是由介质基片上下底面的金属片和两侧由金属化通孔代替的波导壁组成，可以看成是传统金属波导和微带线的结合。基片集成波导构成的谐振腔便于平面集成，并且具有较高的Q值。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为了解决现有技术中毫米波功率模块等激励工作时，不能达到全工作频带的饱和输出的问题，提出了一种基于基片集成波导的均衡器。
[0006]本发明的技术方案为:基于基片集成波导的均衡器，包括一多层电路板以及设置于该电路板上的均衡模块；电路板从上至下包括第一介质层、第一金属层、第二介质层、第二金属层、第三介质层、第三金属层，均衡模块包括微带层、第一探针结构、第二探针结构、第三探针结构、第一谐振腔腔壁、第二谐振腔腔壁、第三谐振腔腔壁；
[0007]第一谐振腔腔壁埋置于第二介质层，构成第一谐振腔，第一探针结构置于第一谐振腔腔壁正中心，连接微带层与第一谐振腔；
[0008]第二谐振腔腔壁埋置于第二介质层，构成第二谐振腔，第二探针结构置于第二谐振腔腔壁正中心，连接微带层与第二谐振腔；
[0009]第三谐振腔腔壁埋置于第三介质层，构成第三谐振腔，第三探针结构置于第三谐振腔腔壁正中心，连接微带层与第三谐振腔。
[0010]优选地，微带层包括一条微带线、第一薄膜电阻、第二薄膜电阻、第三薄膜电阻、第一金属连接线、第二金属连接线、第三金属连接线；
[0011]第一介质层包括第一介质基板、第一金属化通孔、第二金属化通孔和第三金属化通孔；
[0012]第一金属层包括第一金属板、第一过孔、第二过孔和第三过孔；
[0013]第二介质层包括第二介质基板、第一金属化沉孔、第四金属化通孔和第二金属化沉孔；
[0014]第二金属层包括第二金属板、第四过孔；
[0015]第三介质层包括第三介质基板、第三金属化沉孔；
[0016]第三金属层包括第三金属板；
[0017 ]微带线为主传输线，其两端分别作为均衡器输入端和输出端；
[0018]第一薄膜电阻一端与微带线连接，另一端通过第一金属连接线与第一探针结构连接；
[0019]第二薄膜电阻一端与微带线连接，另一端通过第二金属连接线与第二探针结构连接；
[0020]第三薄膜电阻一端与微带线连接，另一端通过第三金属连接线与第三探针结构连接；
[0021]第一谐振腔腔壁以第一金属化沉孔为中心埋置于第二介质层；
[0022]第二谐振腔腔壁以第二金属化沉孔为中心埋置于第二介质层；
[0023]第三谐振腔腔壁以第三金属化沉孔为中心埋置于第三介质层。
[0024]优选地，第一谐振腔腔壁、第二谐振腔腔壁、第三谐振腔腔壁结构相同。
[0025]优选地，第一谐振腔腔壁包括从上往下依次层叠设置的第一金属化通孔阵列、第一金属导带、第二金属化通孔阵列、第二金属导带和第三金属化通孔阵列。
[0026]优选地，第二谐振腔腔壁包括从上往下依次层叠设置的第四金属化通孔阵列、第三金属导带、第五金属化通孔阵列、第四金属导带和第六金属化通孔阵列。
[0027]优选地，第三谐振腔腔壁包括从上往下依次层叠设置的第七金属化通孔阵列、第五金属导带、第八金属化通孔阵列、第六金属导带和第九金属化通孔阵列。
[0028]优选地，第一探针结构为第一金属化通孔穿过第一过孔与第一金属化沉孔相接，其顶端与第一金属连接线相接。
[0029]优选地，第二探针结构为第二金属化通孔穿过第二过孔与第四金属化通孔相接，再穿过第四过孔与第三金属化沉孔相接，其顶端与第二金属连接线相接。
[0030]优选地，第三探针结构为第三金属化通孔穿过第三过孔与第二金属化沉孔相接，其顶端与第三金属连接线相接。
[0031]优选地，多层电路板为多层低温共烧陶瓷电路板。
[0032]本发明的有益效果是:本发明基于基片集成波导以及低温共烧陶瓷技术，提供了一种能使驱动模块在各频点上的输出功率均能推动行波管放大器达到饱和状态的均衡器，该均衡器在Ka频段表现出了良好的可调性，具有构成毫米波增益均衡器的能力。
【附图说明】
[0033]图1为本发明提供的基于基片集成波导的均衡器结构拆分示意图。
[0034]图2为本发明第一谐振腔腔壁结构示意图。
[0035]图3为本发明提供的基于基片集成波导的均衡器侧视结构示意图。
[0036]附图标记说明:I一微带层、2—第一介质层、3—第一金属层、4一第二介质层、5—第二金属层、6—第三介质层、7—第三金属层；
[0037]10—微带线、11一第一薄膜电阻、12—第二薄膜电阻、13—第三薄膜电阻、14一第一金属连接线、15一第二金属连接线、16—第三金属连接线；
[0038]20—第一介质基板、21—第一金属化通孔、22—第二金属化通孔、23—第三金属化通孔；
[0039]30—第一金属板、31—第一过孔、32第二过孔、33—第三过孔；
[0040]40—第二介质基板、41一第一谐振腔腔壁、42—第二谐振腔腔壁、43—第一金属化沉孔、44 一第四金属化通孔、45 一第二金属化沉孔；
[0041 ] 50—第二金属板、51—第四过孔；
[0042]60 一第三介质基板、61 一第三金属化沉孔、62—第三谐振腔腔壁；
[0043]70 一第三金属板；
[0044]410—第一金属化通孔阵列、411 一第一金属导带、412—第二金属化通孔阵列、413一第二金属导带、414一第二金属化通孔阵列；
[0045]420—第四金属化通孔阵列、421—第三金属导带、422—第五金属化通孔阵列、423—第四金属导带、424—第六金属化通孔阵列；
[0046]620—第七金属化通孔阵列、621—第五金属导带、622—第八金属化通孔阵列、623—第六金属导带、624—第九金属化通孔阵列。
【具体实施方式】
[0047]下面结合附图对本发明的实施例作进一步的说明。
[0048]本发明提供了一种基于基片集成波导的均衡器，如图1所示，包括一多层低温共烧陶瓷电路板以及设置于该电路板上的均衡模块。电路板从上至下包括第一介质层2、第一金属层3、第二介质层4、第二金属层5、第三介质层6、第三金属层7。
[0049]第一介质层2包括第一介质基板20、第一金属化通孔21、第二金属化通孔22和第三金属化通孔23 ο第一金属层3包括第一金属板30、第一过孔31、第二过孔32和第三过孔33。第二介质层4包括第二介质基板40、第一金属化沉孔43、第四金属化通孔44和第二金属化沉孔45。第二金属层5包括第二金属板50、第四过孔51。第三介质层6包括第三介质基板60、第三金属化沉孔61 ο第三金属层7包括第三金属板70。
[0050]均衡模块包括微带层1、第一探针结构、第二探针结构、第三探针结构、第一谐振腔腔壁41、第二谐振腔腔壁42、第三谐振腔腔壁62。微带层I包括一条微带线10、第一薄膜电阻
11、第二薄膜电阻12、第三薄膜电阻13、第一金属连接线14、第二金属连接线15、第三金属连接线16。
[0051]微带线10为主传输线，其两端分别作为均衡器输入端和输出端。第一薄膜电阻11一端与微带线10连接，另一端通过第一金属连接线14与第一探针结构连接。第二薄膜电阻12—端与微带线10连接，另一端通过第二金属连接线15与第二探针结构连接。第三薄膜电阻13—端与微带线10连接，另一端通过第三金属连接线16与第三探针结构连接；
[0052]第一谐振腔腔壁41以第一金属化沉孔43为中心埋置于第二介质层4，构成第一谐振腔。第一探针结构置于第一谐振腔腔壁41正中心，连接微带层I与第一谐振腔。第二谐振腔腔壁42以第二金属化沉孔45为中心埋置于第二介质层4，构成第二谐振腔。第二探针结构置于第二谐振腔腔壁42正中心，连接微带层I与第二谐振腔。第三谐振腔腔壁62以第三金属化沉孔61为中心埋置于第三介质层6，构成第三谐振腔。第三探针结构置于第三谐振腔腔壁62正中心，连接微带层I与第三谐振腔。
[0053]第一谐振腔腔壁41、第二谐振腔腔壁42、第三谐振腔腔壁62结构相同。
[0054]以第一谐振腔腔壁41为例，如图2所示，包括从上往下依次层叠设置的第一金属化通孔阵列410、第一金属导带411、第二金属化通孔阵列412、第二金属导带413和第三金属化通孔阵列414。
[0055]同样的，第二谐振腔腔壁42包括从上往下依次层叠设置的第四金属化通孔阵列420、第三金属导带421、第五金属化通孔阵列422、第四金属导带423和第六金属化通孔阵列424。第三谐振腔腔壁62包括从上往下依次层叠设置的第七金属化通孔阵列620、第五金属导带621、第八金属化通孔阵列622、第六金属导带623和第九金属化通孔阵列624。
[0056]结合图1及图3，第一探针结构为第一金属化通孔21穿过第一过孔31与第一金属化沉孔43相接，其顶端与第一金属连接线14相接。
[0057]第二探针结构为第二金属化通孔22穿过第二过孔32与第四金属化通孔44相接，再穿过第四过孔51与第三金属化沉孔61相接，其顶端与第二金属连接线15相接。
[0058]第三探针结构为第三金属化通孔23穿过第三过孔33与第二金属化沉孔45相接，其顶端与第三金属连接线16相接。
[0059]由微带线10输入端输入的能量将分别通过第一薄膜电阻11、第二薄膜电阻12、第三薄膜电阻13，第一金属连接线14、第二金属连接线15、第三金属连接线16以及第一探针结构、第二探针结构、第三探针结构馈入第一谐振腔、第二谐振腔、第三谐振腔。
[0060]馈入三个谐振腔的能量都将会在谐振腔腔壁内激起电磁振荡，耦合进来的能量由薄膜电阻吸收，非谐振腔谐振频率及其谐振频率附近的能量将不流过薄膜电阻，而是继续向前行进，所以通过对器件尺寸的设计可以使工作频带中心处产生较两端略高的衰减，通过对薄膜电阻的大小的设计可以调节反射回微带线10的功率，最后达到要求的均衡精度。
[0061]本发明在Ka频段(26.5-40GHZ)表现出了良好的可调性，具有构成毫米波增益均衡器的能力。
[0062]本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.基于基片集成波导的均衡器，其特征在于，包括一多层电路板以及设置于该电路板上的均衡模块;所述电路板从上至下包括第一介质层(2)、第一金属层(3)、第二介质层(4)、第二金属层(5)、第三介质层(6)、第三金属层(7);所述均衡模块包括微带层(I)、第一探针结构、第二探针结构、第三探针结构、第一谐振腔腔壁(41)、第二谐振腔腔壁(42)、第三谐振腔腔壁(62); 所述第一谐振腔腔壁(41)埋置于第二介质层(4)，构成第一谐振腔;所述第一探针结构置于第一谐振腔腔壁(41)正中心，连接微带层(I)与第一谐振腔； 所述第二谐振腔腔壁(42)埋置于第二介质层(4)，构成第二谐振腔;所述第二探针结构置于第二谐振腔腔壁(42)正中心，连接微带层(I)与第二谐振腔； 所述第三谐振腔腔壁(62)埋置于第三介质层(6)，构成第三谐振腔;所述第三探针结构置于第三谐振腔腔壁(62)正中心，连接微带层(I)与第三谐振腔。2.根据权利要求1所述的基于基片集成波导的均衡器，其特征在于，所述微带层(I)包括一条微带线(10)、第一薄膜电阻(11)、第二薄膜电阻(12)、第三薄膜电阻(13)、第一金属连接线(14)、第二金属连接线(15)、第三金属连接线(16); 所述第一介质层(2)包括第一介质基板(20)、第一金属化通孔(21)、第二金属化通孔(22)和第三金属化通孔(23); 所述第一金属层(3)包括第一金属板(30)、第一过孔(31)、第二过孔(32)和第三过孔(33); 所述第二介质层(4)包括第二介质基板(40)、第一金属化沉孔(43)、第四金属化通孔(44)和第二金属化沉孔(45); 所述第二金属层(5)包括第二金属板(50)、第四过孔(51); 所述第三介质层(6)包括第三介质基板(60)、第三金属化沉孔(61); 所述第三金属层(7)包括第三金属板(70); 所述微带线(10)为主传输线，其两端分别作为均衡器输入端和输出端； 所述第一薄膜电阻(11) 一端与微带线(10)连接，另一端通过第一金属连接线(14)与第一探针结构连接； 所述第二薄膜电阻(12)—端与微带线(10)连接，另一端通过第二金属连接线(15)与第二探针结构连接； 所述第三薄膜电阻(13)—端与微带线(10)连接，另一端通过第三金属连接线(16)与第三探针结构连接； 所述第一谐振腔腔壁(41)以第一金属化沉孔(43)为中心埋置于第二介质层(4); 所述第二谐振腔腔壁(42)以第二金属化沉孔(45)为中心埋置于第二介质层(4); 所述第三谐振腔腔壁(62)以第三金属化沉孔(61)为中心埋置于第三介质层(6)。3.根据权利要求2所述的基于基片集成波导的均衡器，其特征在于，所述第一谐振腔腔壁(41 )、第二谐振腔腔壁(42)、第三谐振腔腔壁(62)结构相同。4.根据权利要求3所述的基于基片集成波导的均衡器，其特征在于，所述第一谐振腔腔壁(41)包括从上往下依次层叠设置的第一金属化通孔阵列(410)、第一金属导带(411)、第二金属化通孔阵列(412)、第二金属导带(413)和第三金属化通孔阵列(414)。5.根据权利要求3所述的基于基片集成波导的均衡器，其特征在于，所述第二谐振腔腔壁(42)包括从上往下依次层叠设置的第四金属化通孔阵列(420)、第三金属导带(421)、第五金属化通孔阵列(422)、第四金属导带(423)和第六金属化通孔阵列(424)。6.根据权利要求3所述的基于基片集成波导的均衡器，其特征在于，所述第三谐振腔腔壁(62)包括从上往下依次层叠设置的第七金属化通孔阵列(620)、第五金属导带(621)、第八金属化通孔阵列(622)、第六金属导带(623)和第九金属化通孔阵列(624)。7.根据权利要求2所述的基于基片集成波导的均衡器，其特征在于，所述第一探针结构为第一金属化通孔(21)穿过第一过孔(31)与第一金属化沉孔(43)相接，其顶端与第一金属连接线(14)相接。8.根据权利要求2所述的基于基片集成波导的均衡器，其特征在于，所述第二探针结构为第二金属化通孔(22)穿过第二过孔(32)与第四金属化通孔(44)相接，再穿过第四过孔(51)与第三金属化沉孔(61)相接，其顶端与第二金属连接线(15)相接。9.根据权利要求2所述的基于基片集成波导的均衡器，其特征在于，所述第三探针结构为第三金属化通孔(23)穿过第三过孔(33)与第二金属化沉孔(45)相接，其顶端与第三金属连接线(16)相接。10.根据权利要求1-9任一所述的基于基片集成波导的均衡器，其特征在于，所述多层电路板为多层低温共烧陶瓷电路板。
【文档编号】H01P9/00GK106099302SQ201610478597
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月24日
【发明人】赖邱亮, 曾欣
【申请人】成都浩翼科技有限公司