专利名称：采用阶梯过渡的基片集成波导功分器的制作方法
技术领域：
本实用新型用于微波毫米波组件与系统技术，特别是一种采用阶梯过渡的基片集成 波导功分器。
技术背景微波毫米波功分器在微波毫米波组件与系统中得到了大量的应用，尤其在天馈系统 中，它是一个关键部件，而且要求损耗低、频带宽。常用的微带功分器在中心频率上它 的特性较为理想，但是一旦发生频偏，整个功分器的性能都会变差，从而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、宽频带的功率分配器， 但是这些功分器难以加工，特别是在毫米波波段，需要很高的加工精度；其次这些功分 器的成本比较高；最后这种功分器体积比较大，难于集成到微波毫米波组件与系统中。 实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种工作在9GHz到12GHz的X波段的采用阶梯过渡 的基片集成波导功分器。实现本实用新型目的的技术解决方案为 一种采用阶梯过渡的基片集成波导功分 器，包括两排长方形金属贴片，第一排的长方形金属贴片中的第一至第六金属贴片之间 互联并呈阶梯状分布，位于两端的第一、六金属贴片的正中分别与第一、二锥形金属贴 片的宽边连成一整体，覆于介质板的一面；第二排的长方形金属贴片中的第七至第十二 金属贴片之间互联并呈阶梯状分布， 一端的第十二金属贴片的正中与第三锥形金属贴片 的宽边相连成一整体，覆于介质板的另一面，该第三锥形金属贴片与第二锥形金属贴片 呈上下对称；所述的两排长方形金属贴片整体通过穿过介质基片的两排金属化通孔相 连，并在介质板的内部正中间设置金属隔板。本实用新型与现有技术相比，其显著优点为(l)利用了矩形金属波导具有高Q值、 低损耗的特点，在介质基片的基础上实现了半模基片集成波导，其工作在9GHz到12GHz 的X波段上。(2)这种结构成本低廉，具有较高的Q值，较低的损耗，且工作频带较 宽，适用于微波毫米波组件与系统的设计。(3)基片集成波导立体功分器的体积减半，而厚度不变。
以下结合附图对本实用新型作进一步详细描述。
图1是根据本实用新型提出的装置的俯视图。 图2是根据本实用新型提出的装置的平视图。 图3是本实用新型金属化通孔示意图。
具体实施方式
结合图1和图2，本实用新型采用阶梯过渡的基片集成波导功分器，由内部覆有多 层阶梯金属贴片的介质层和表层金属贴片组成，介质层内外各层金属贴片通过垂直的窄 带金属条依次相连成一整体，且在介质层中间插入一块金属隔离板。上下金属贴片整体 通过设在介质基片上的2行高度不等的金属化通孔相连，整个结构呈立体对称分布，即 包括两排长方形金属贴片，第一排的长方形金属贴片中的第一至第六金属贴片2、 3、 4、 5、 6、 7之间互联并呈阶梯状分布，位于两端的第一、六金属贴片2、 7的正中分别与第 一、二锥形金属贴片8、 9的宽边连成一整体，覆于介质板1的一面；第二排的长方形 金属贴片中的第七至第十二金属贴片11、 12、 13、 14、 15、 16之间互联并呈阶梯状分 布， 一端的第十二金属贴片12的正中与第三锥形金属贴片17的宽边相连成一整体，覆 于介质板1的另一面，该第三锥形金属贴片17与第二锥形金属贴片9呈上下对称；所 述的两排长方形金属贴片整体通过穿过介质基片2的两排金属化通孔相连，并在介质板 1的内部正中间设置金属隔板10。结合图3，本实用新型采用阶梯过渡的基片集成波导功分器，介质板1长度Ll为 88.5mm，宽度W2为20-24mm;金属隔板10长度L2为45-48mm，第一金属贴片2长 度L5为17mm，第二至第五金属贴片3、 4、 5、 6长度L6为3.5mm，第六金属贴片7 长度L7为17.5mm，总长L3为48.5-50mm;第一至第三锥形金属贴片8、 9、 17的长度 L4都为14.1mm，两条平行边W3和W4分别为4.7-5mm和1.5-1.6mm;第七金属贴片 11的长度为37mm，宽度为20mm，介质板1厚度h为lmm，介电常数为2.2;两排金 属化通孔间距W1为14.4-15，各金属通孔高度hl、 h2、 h3、 h4、 h5、 h6依次为0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm和lmm，金属通孔直径d为2mm，孔间距S为3.5-3.7mm。实施例结合图l、图2、图3，以工作频段在9-12GHz的多层基片集成波导立体 功分器为例，详细说明本实用新型的结构。厚度h为lmm的介质板1中沿其一边插入一块长度为45mm的金属隔板10，介质 板1的长度为88.5mm，介质板1和金属隔板10的宽度都为20mm。介质板1内部和表 层覆有由各矩形金属贴片构成的整体金属贴片(参见图2) 。 X轴上方的金属贴片由第 一至第六金属贴片2、 3、 4、 5、 6、 7及第一、二锥形金属贴片8、 9和两条金属导带组 成，各长方形金属贴片用z方向上等高为0.1mm、宽度为20mm的金属横条相连成一整 体，各长方形金属贴片的宽度均为20mm，第一金属贴片2的长度为17mm，第二至第 五金属贴片3、 4、 5、 6的长度均为3.5mm，第六金属贴片7的长度为17.5mm，第一、 二锥形贴片8、 9的尺寸相同，两条平行边分别为1.5mm和4.7mm，长度为14.1mm。 介质板l的另一面的金属贴片整体由第七至第十二金属贴片ll、 12、 13、 14、 15、 16 和第三锥形金属贴片17,其中第九至第十二长方形金属贴片13、 14、 15、 16的尺寸与 第二至第五金属贴片3、 4、 5、 6相同，第八金属贴片12的尺寸与第六金属贴片7相同， 第三锥形贴片17的尺寸与第一、二锥形贴片8、9相同，第七金属贴片ll的长度为37mm， 宽度为20mm。位于介质板1两侧的金属贴片整体通过两排金属化通孔相连，两排金属 孔相距14.4mm，在介质平面上沿x轴方向呈对称分布。金属孔直径d为2mm，孔间距 S为3.5mm。信号从左边的输入端输入，在基片集成波导中通过正中间的金属隔板分为两路信 号，分别从上下两个输出端输出，实现等功分。我们选用的介质介电常数为2.2，结果 表明在9.4GHz-12GHz频段内，Sll小于-20dB，两个输出端口的传输系数都接近-3dB， 相对带宽大于20%。
权利要求1、一种采用阶梯过渡的基片集成波导功分器，其特征在于包括两排长方形金属贴片，第一排的长方形金属贴片中的第一至第六金属贴片[2、3、4、5、6、7]之间互联并呈阶梯状分布，位于两端的第一、六金属贴片[2、7]的正中分别与第一、二锥形金属贴片[8、9]的宽边连成一整体，覆于介质板[1]的一面；第二排的长方形金属贴片中的第七至第十二金属贴片[11、12、13、14、15、16]之间互联并呈阶梯状分布，一端的第十二金属贴片[12]的正中与第三锥形金属贴片[17]的宽边相连成一整体，覆于介质板[1]的另一面，该第三锥形金属贴片[17]与第二锥形金属贴片[9]呈上下对称；所述的两排长方形金属贴片整体通过穿过介质基片[2]的两排金属化通孔相连，并在介质板[1]的内部正中间设置金属隔板[10]。
2、 根据权利要求1所述的采用阶梯过渡的基片集成波导功分器，其特征在于介 质板[l]长度Ll为88.5mm，宽度W2为20-24mm;金属隔板[10]长度L2为45-48mm， 第一金属贴片[2]长度L5为17mm，第二至第五金属贴片[3、 4、 5、 6]长度L6为3.5mm， 第六金属贴片[7]长度L7为17.5mm，总长L3为48.5-50mm;第一至第三锥形金属贴片 [8、 9、 17]的长度L4都为14.1mm，两条平行边W3和W4分别为4.7-5mm和1.5-1.6mm; 第七金属贴片[ll]的长度为37mm，宽度为20mm，介质板[l]厚度h为lmm，介电常数 为2.2;两排金属化通孔间距W1为14.4-15，各金属通孔高度hl、 h2、 h3、 h4、 h5、 h6 依次为0.5mm、 0.6mm、 0.7mm、 0.8mm、 0.9mm和lmm，金属通孔直径d为2mm，孔 间距S为3.5-3.7mm。
专利摘要本实用新型公开了一种采用阶梯过渡的基片集成波导功分器。该功分器包括覆有金属贴片的介质基片、3个波导-微带过渡部分，以及位于介质中的一块金属隔板，上下金属贴片通过设在介质基片上的2行高度递增的金属化通孔相连，3个波导-微带过渡端为连接在上下金属贴片输入输出端口的三个锥形金属片。本实用新型利用了矩形金属波导具有高Q值、低损耗的特点，在介质基片的基础上实现了半模基片集成波导，其工作在9GHz到12GHz的X波段上。这种结构成本低廉，具有较高的Q值，较低的损耗，且工作频带较宽，适用于微波毫米波组件与系统的设计。基片集成波导立体功分器的体积减半，而厚度不变。
文档编号H01P5/12GK201174416SQ200820033740
公开日2008年12月31日 申请日期2008年4月3日 优先权日2008年4月3日
发明者唐万春, 光 徐, 林叶嵩, 樊振宏, 温中会, 王丹阳, 王晓科, 蒋石磊, 许小卫, 钟群花, 陈如山 申请人:南京理工大学