一种微带波导转换装置及射频电路的制作方法

本实用新型涉及微带波导转换技术领域，尤其涉及一种微带波导转换装置及射频电路。

背景技术：

随着毫米波技术在现代无线通信系统的广泛应用，各种高性能毫米波集成电路的需求也日趋增长。在微波毫米波通信中，微带线是微波集成电路中一种十分重要的传输形式，同时矩形波导也是微波毫米波频段的重要传输线形式。因此，波导微带转换被广泛的应用于毫米波集成电路和混合电路的检测以及波导与平面电路的连接。

由于毫米波集成电路越来越多的应用于微波毫米波系统，在微波或毫米波电路系统中经常需要进行两种传输形式的转换。这种转换由波导-微带过度电路来完成。因此，波导到微带过渡结构性能的优劣成为影响系统特性的关键因素之一。在毫米波传输系统中由于系统传输频率高，末级放大器件存在工艺制作、功率等级限制等导致输出功率线性指标较差，如果系统末级微带转波导损耗大，整个传输系统的发射级性能会大打折扣；相应的系统前级微带转波导损耗大，系统接收端噪声变差，对整个系统传输能力存在影响。

技术实现要素：

本申请实施例通过提供一种微带波导转换装置及射频电路，解决了现有技术中微带转波导损耗较大的问题。

本申请实施例提供一种微带波导转换装置，包括：PCB板，所述PCB板上设置有微带线开槽、矩形波导；

微带线位于所述微带线开槽中，所述微带线、共面波导、阻抗变换枝节、微带探针依次连接，所述微带探针悬置于所述矩形波导中；

所述矩形波导包括微带探针盲槽、第一波导开口、第二波导开口，所述第一波导开口、所述第二波导开口分别位于所述微带探针盲槽的两侧。

优选的，所述微带探针盲槽保留表层介质层和高频介质层，其余叠层铣掉；所述微带线开槽铣掉表层介质层，其余叠层保留。

采用上述微带波导转换装置，本申请实施例提供一种射频电路，其特征在于，包括：发射单元、接收单元；

所述发射单元包括：射频输入装置、功分器、第一混频器、第一微带滤波器、第一功率放大器、第一微带波导转换装置、第一频率合成器、第二混频器、第二微带滤波器、第二功率放大器、第二微带波导转换装置；

所述射频输入装置与所述功分器的输入端连接，所述功分器的输出端分别连接所述第一混频器和所述第二混频器，所述第一频率合成器分别与所述第一混频器、所述第二混频器连接；所述第一混频器、所述第一微带滤波器、所述第一功率放大器、所述第一微带波导转换装置依次连接；所述第二混频器、所述第二微带滤波器、所述第二功率放大器、所述第二微带波导转换装置依次连接；

所述接收单元包括第三微带波导转换装置、第一低噪声放大器、第四微带波导转换装置、第二低噪声放大器、第二频率合成器、合路器、射频输出装置；

所述第三微带波导转换装置、所述第一低噪声放大器、所述合路器依次连接；所述第四微带波导转换装置、所述第二低噪声放大器、所述合路器依次连接；所述第二频率合成器分别与所述第一低噪声放大器、所述第二低噪声放大器连接；所述合路器的输出端与所述射频输出装置连接；

所述第一微带波导转换装置、所述第二微带波导转换装置、所述第三微带波导转换装置、所述第四微带波导转换装置均为本申请提供的微带波导转换装置。

优选的，所述第一混频器、所述第二混频器均采用集成芯片，所述集成芯片内集成四倍频混频器和放大增益管。

优选的，所述第一低噪声放大器、所述第二低噪声放大器均采用集成芯片，所述集成芯片内集成四倍频混频器和低噪声放大器。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

在本申请实施例中，只有一个微带探针悬置于矩形在波导腔内，通过波导短路面全反射，信号能量全部从波导口输出，避免混压板PCB厚度的不确定性、介电常数性能的未知性、混压叠层固化片胶水和阻焊绿油对性能的影响；在微带探针盲槽的两侧设置波导开口，即通过微带探针两侧开槽能够有效减少介质层对能量的吸收，从而最大程度上减少微带转波导的损耗。本申请提供的微带波导转换装置成本低，方法简单可靠，实用性、可控性强。将此微带波导转换装置应用于射频电路，能够有效提高整个电路的发射级性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种微带波导转换装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种射频电路中发射单元的结构框图；

图3为本实用新型实施例提供的一种射频电路中接收单元的结构框图。

图中：1—PCB板；2—第一波导开口；3—微带探针盲槽；4—第二波导开口；5—微带线开槽；6—微带线；7—共面波导；8—阻抗变换枝节；9—微带探针；

10—射频输入装置；20—功分器；30—第一混频器；40—第一微带滤波器；50—第一功率放大器；60—第一微带波导转换装置；70—第一频率合成器；80—第二混频器；90—第二微带滤波器；100—第二功率放大器；110—第二微带波导转换装置；120—第三微带波导转换装置；130—第一低噪声放大器；140—第二频率合成器；150—第四微带波导转换装置；160—第二低噪声放大器；170—合路器；180—射频输出装置。

具体实施方式

本实用新型提供一种微带波导转换装置及射频电路，在毫米波混压板PCB上进行微带转波导设计，微带线与波导通过微带探针进行连接，波导的横截面为矩形，波导根据使用频段的标准尺寸在PCB上进行设计，微带线转换为共面波导，经过阻抗匹配枝节与微带探针相连。PCB的波导内部结构：微带探针部分进行盲槽设计(只保留表层和高频介质层，铣掉其余叠层)，微带探针两侧部分进行开槽，PCB两面采用开窗漏铜的方式。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

如图1所示，本实用新型提供的一种微带波导转换装置包括PCB板1、第一波导开口2、微带探针盲槽3、第二波导开口4、微带线开槽5、微带线6、共面波导7、阻抗变换枝节8、微带探针9。所述PCB板1上设置所述微带线开槽5、矩形波导；所述微带线6位于所述微带线开槽5中，所述微带线6、所述共面波导7、所述阻抗变换枝节8、所述微带探针9依次连接，所述微带探针9悬置于所述矩形波导中；所述矩形波导包括所述微带探针盲槽3、所述第一波导开口2、所述第二波导开口4，所述第一波导开口2、所述第二波导开口4分别位于所述微带探针盲槽3的两侧。

即所述微带线6、所述共面波导7、所述阻抗变换枝节8、所述微带探针9依次连接，与所述第一波导开口2、所述第二波导开口4、所述微带探针盲槽3、所述微带线开槽5组成完整的微带波导转换装置。

其中，所述微带探针盲槽3的表层介质层的设计和所述微带线开槽5的加工相反，所述微带探针盲槽3保留表层介质层和高频介质层，其余叠层铣掉；所述微带线开槽5铣掉表层介质层，其余叠层保留。

将上述微带波导转换装置应用于射频电路中，如图2和图3所示。

本申请提供的一种射频电路的发射单元如图2所示，包括射频输入装置10、功分器20、第一混频器30、第一微带滤波器40、第一功率放大器50、第一微带波导转换装置60、第一频率合成器70、第二混频器80、第二微带滤波器90、第二功率放大器100、第二微带波导转换装置110。

其中，所述第一混频器30和所述第二混频器80基于成本考虑共用一个频率合成器(即共用所述第一频率合成器70)，通过所述第一频率合成器70给两个混频器提供本振信号；其中，所述第一混频器30和所述第二混频器80属于集成芯片，芯片内部集成了四倍频混频器和放大增益管；所述射频输入装置10通过所述功分器20均分输入信号，均分的一路信号依次进入所述第一混频器30、所述第一微带滤波器40、所述第一功率放大器50、所述第一微带波导转换装置60完成第一路射频到微波转换输出；另一路均分信号依次进入所述第二混频器80、所述第二微带滤波器90、所述第二功率放大器100、所述第二微带波导转换装置110完成第二路射频到微波转换输出。

本申请提供的一种射频电路的接收单元如图3所示，包括第三微带波导转换装置120、第一低噪声放大器130、第二频率合成器140、第四微带波导转换装置150、第二低噪声放大器160、合路器170、射频输出装置180。

其中，所述第一低噪声放大器130和第二低噪声放大器160基于成本考虑共用一个频率合成器(即共用所述第二频率合成器140)，通过所述第二频率合成器140给两个低噪放集成芯片内部的混频器提供本振信号；其中，所述第一低噪声放大器130和所述第二低噪声放大器160属于集成芯片，芯片内部集成了四倍频混频器和低噪声放大器；微波第一路信号依次通过所述第三微带波导转换装置120、所述第一低噪声放大器130、所述合路器170、所述射频输出装置180；微波第二路信号依次通过所述第四微带波导转换装置150、所述第二低噪声放大器160、所述合路器107、所述射频输出装置180。

所述第一微带波导转换装置60、所述第二微带波导转换装置110、所述第三微带波导转换装置120、所述第四微带波导转换装置150均为本申请提供的微带波导转换装置。

本申请提供的射频电路，例如为38G MIMO射频电路，包括毫米波功率放大器、频率合成器、微波混频器、低噪声放大器、合路器、功分器等单元电路以及微带波导转换装置组成。所述微带波导转换装置包括微带线、波导，所述微带线的一端下行与毫米波功率放大器相连；上行与低噪声放大器相连。整个单元电路以及微带波导转换装置共PCB设计，各个电路之间通过隔腔进行隔离。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。