专利名称：基片集成波导多工器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种馈线系统的一个关键部件，尤其涉及一种微带天线的馈电用基片集成波导多工器。
背景技术：
微波毫米波双工器在微波毫米波射频系统中得到了大量的应用，它是馈线系统的一个关键部件，特别是在微波毫米波集成电路中，微带天线的馈电需要用到低损耗、高性能的多工器。多工器性能的好坏直接影响整个系统的性能，利用微波毫米波金属波导可以制作出高Q值、低损耗、高性能的高频多工器，但是这种多工器首先难以加工，特别是在毫米波波段，制作这种多工器需要很高的加工精度；其次这种多工器的生产成本比较昂贵；第三这种多工器体积比较庞大，很难应用于微波、毫米波集成电路的设计之中。利用微带电路可以设计平面形式的易于集成的多工器，但是这种多工器容易收到干扰，同时对外辐射较大，插損也比较大，不适合应用于高频电路的设计。
发明内容
本发明提供一种适合于微波毫米波集成电路的基片集成波导多工器，具有体积小、重量轻、高Q值、低损耗、低成本、易于集成的优点。
本发明采用如下技术方案一种微带天线的馈电用基片集成波导多工器，包括双面覆有金属贴片的介质基片，在介质基片上设有主波导，在主波导上至少连接有1个分波导且各分波导的一端与主波导连接，在各分波导的另一端分别连接有基片集成波导腔体，在基片集成波导腔体的一端设有用于与分波导耦合的感性窗，主波导及分波导均由设在介质基片上的2行金属化通孔构成，主波导的一端为输入端，基片集成波导腔体的另一端为输出端，基片集成波导腔体由设在介质基片上的金属化通孔围合而成。
与现有技术相比，本发明具有如下优点本发明是利用了矩形金属波导具有高Q值、低损耗的特点，首先在介质基片的基础上实现了基片集成波导。这种波导工作具有和矩形金属波导相类似的传输特性和场分布；然后，利用主、分基片集成波导形成了H面L型分支；同时我们通过在L型分支基片集成波导之中形成了基片集成波导滤波器，从而使所需信号经过信道滤波器输出。在本发明的结构中，所有的结构都是利用在介质基片上打一系列的金属通孔阵列来实现，从而有利于这种基片集成波导双工器在微波毫米波电路设计中的集成；本发明的功能主要是由信道滤波器来实现，通过基片集成信道滤波器的信道频率选择作用来实现信道间的隔离和各个信道信号的接收；本发明采用基片集成波导L型分支结构，形成的基片集成波导多工器结构比较简单，不需加入额外的匹配电路。具体优点如下1)本发明完全在介质基片上实现，从而在微波毫米波电路的设计中易于集成；2)具有较好的性能。这是它的特性和传统的金属波导双工器相类似，从而具有较好的性能；3)本发明具有较高的Q值，较低的损耗，几乎没有辐射，所以它不会对系统中其他电路造成干扰，所以它比较适合高频(大于10.0GHz)电路的设计。
图1是本发明实施例结构主视图。
图2是本发明结构背视图。
图3是本发明另一实施例结构主视图。
图4是本发明各信道响应测试结果图。
图5是本发明各信道响端口反射测试结果图。
图6是金属化通孔结构示意图。
具体实施例方式
实施例1一种微带天线的馈电用基片集成波导多工器，包括双面覆有金属贴片2、3的介质基片1，在介质基片1上设有主波导4，在主波导4上至少连接有1个分波导且各分波导的一端与主波导4连接，在各分波导的另一端分别连接有基片集成波导腔体，在基片集成波导腔体的一端设有用于与分波导耦合的感性窗7，主波导4及分波导均由设在介质基片1上的2行金属化通孔构成，主波导4的一端为输入端，基片集成波导腔体的另一端为输出端，基片集成波导腔体由设在介质基片1上的金属化通孔围合而成，上述基片集成波导腔体嵌入分波导内，距输入端最远的基片集成波导腔体嵌入主波导4的另一端(如图3所示)，基片集成波导腔体至少由2个基片集成波导小腔体拼接组成，在相邻的基片集成波导小腔体设有耦合用感性窗，上述分波导的数量可以是2个、3个、5个或(N-1)个。
实施例2本发明所述多工器包括双工器、3工器、4工器或(N-1)工器(N为端口数)，以下是3工器的具体描述(参见图1)一种微带天线的馈电用基片集成波导3工器，包括双面覆有金属贴片2、3的介质基片1，在介质基片1上设有主波导4，在主波导4上连接有3个分波导51、52、53且该3个分波导51、52、53的一端与主波导4连接，在该3个分波导的另一端分别连接有基片集成波导腔体61、62、63，在基片集成波导腔体61、62、63的一端设有用于与分波导耦合的感性窗611、621、631，主波导4及分波导均由设在介质基片1上的2行金属化通孔构成，主波导4的一端为输入端，基片集成波导腔体的另一端为输出端，基片集成波导腔体由设在介质基片1上的金属化通孔围合而成，基片集成波导腔体61、62、63可以全部或部分嵌入与之相应的分波导，上述金属化通孔是在介质基片上开设通孔，在通孔壁上设置金属套8并将金属套与覆于介质基片双侧的金属贴片连接起来。
本发明经测试，结果如下在11.0GHz时该双工器的插損为-1.6dB，在11.5GHz时，该双工器的插損为-1.4dB，这些插損对于实际应用属于可以接受的范围。对该双工器三个信道的反射系数的测试结果显示双工器的三个端口反射系数基本上均小于-13.0dB，符合大部分通信系统的指标要求。
权利要求
1.一种微带天线的馈电用基片集成波导多工器，其特征在于包括双面覆有金属贴片(2、3)的介质基片(1)，在介质基片(1)上设有主基片集成波导(4)，在主基片集成波导(4)上至少连接有1个分基片集成波导且各分基片集成波导的一端与主基片集成波导(4)连接，在各分基片集成波导的另一端分别连接有基片集成波导腔体，在基片集成波导腔体的一端设有用于与分基片集成波导耦合的感性窗(7)，主基片集成波导(4)及分基片集成波导均由设在介质基片(1)上的2行金属化通孔构成，主基片集成波导(4)的一端为输入端，基片集成波导腔体的另一端为输出端，基片集成波导腔体由设在介质基片(1)上的金属化通孔围合而成。
2.根据权利要求1所述的基片集成波导多工器，其特征在于基片集成波导腔体嵌入分波导内。
3.根据权利要求1或2所述的基片集成波导多工器，其特征在于距输入端最远的基片集成波导腔体嵌入主波导(4)的另一端。
4.根据权利要求3所述的基片集成波导多工器，其特征在于基片集成波导腔体至少由2个基片集成波导小腔体拼接组成，在相邻的基片集成波导小腔体设有耦合用感性窗。
全文摘要
本发明公开了一种微带天线的馈电用基片集成波导多工器，包括双面覆有金属贴片的介质基片，在介质基片上设有主波导，在主波导上至少连接有1个分波导且各分波导的一端与主波导连接，在各分波导的另一端分别连接有基片集成波导腔体，在基片集成波导腔体的一端设有用于与分波导耦合的感性窗，主波导及分波导均由设在介质基片上的2行金属化通孔构成，主波导的一端为输入端，基片集成波导腔体的另一端为输出端，基片集成波导腔体由设在介质基片上的金属化通孔围合而成，本发明具有设计中易于集成，具有较好的性能，具有较高的Q值，较低的损耗，几乎没有辐射，比较适合高频(大于10.0GHz)电路的设计等优点。
文档编号H01P3/16GK1700512SQ20051004031
公开日2005年11月23日 申请日期2005年5月30日 优先权日2005年5月30日
发明者郝张成, 洪伟, 吴柯 申请人:东南大学