小型化基片集成波導(dǎo)匹配負(fù)載的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于微波集成電路的小型化基片集成波導(dǎo)匹配負(fù)載，包括上層金屬面、中間介質(zhì)板、下層金屬面，中間介質(zhì)板位于上層金屬面和下層金屬面之間，上層金屬面和下層金屬面之間設(shè)置兩排金屬柱線列，每排金屬柱線列均包括若干金屬柱，每個(gè)金屬柱均與上層金屬面和下層金屬面相接觸，在兩排金屬柱線列的末端設(shè)置末端金屬柱線列線列，在末端金屬柱線列線列的內(nèi)側(cè)設(shè)置微波吸收材料。本發(fā)明的負(fù)載原理簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)容易，通過(guò)傳統(tǒng)的PCB加工及機(jī)械加工工藝即可實(shí)現(xiàn)指標(biāo)要求。本負(fù)載適合各種基片集成波導(dǎo)電路，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)該項(xiàng)目的空白。
【專利說(shuō)明】小型化基片集成波導(dǎo)匹配負(fù)載
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微波毫米波混合集成電路領(lǐng)域，特別是一種小型化基片集成波導(dǎo)匹配負(fù)載。
【背景技術(shù)】
[0002]匹配負(fù)載是一種單端口的微波器件，在理想情況下的能完全吸收微波能量，但是目前其它傳輸線，例如波導(dǎo)、微帶線、同軸線等，都有各種形式的寬帶/窄帶的匹配電路，廣泛應(yīng)用于各種電路及系統(tǒng)中。應(yīng)用基片集成波導(dǎo)即SIW(Substrate IntegratedWaveguide)這類成熟的設(shè)計(jì)平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)的平面結(jié)構(gòu)，融合了矩形波導(dǎo)和微帶線的優(yōu)點(diǎn)，具有體積小、重量輕、相對(duì)帶寬較寬的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)可承受較高的功率門(mén)限，Q值也比較高，理論和實(shí)驗(yàn)均表明這類平面結(jié)構(gòu)具有非常突出的優(yōu)點(diǎn)，因此可在微波毫米波電路、混合集成電路(HMIC)以及毫米波單片集成電路(MMIC)中得到很好的應(yīng)用。如文獻(xiàn)I (“Integratedmicrostrip and rectangular waveguide in planar form，，，IEEE Microwave andWireless Comp.Lett., Vol.11, N0.2, 2001, pp.68-70),文獻(xiàn) 2 (“A Planar Magic-T UsingSubstrate Integrated Circuits Concept, ” IEEE Microwave and Wireless Comp.Lett.,Vol.18, N0.6, 2008,pp386-388),以及文獻(xiàn)3( “基片集成波導(dǎo)混合功率分配器饋電對(duì)數(shù)周期天線，”電波科學(xué)學(xué)報(bào)，2011，26 (3)，pp.437-442)中，都比較詳細(xì)地介紹了采用基片集成波導(dǎo)(SIW)這類新技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)的新型微波毫米波平面無(wú)源電路。但是，作為一個(gè)重要部件的匹配負(fù)載卻很少見(jiàn)到。文獻(xiàn)4 (“Hiromitsu U, Masatoshi N, Akira I, et al.APost-Wall Waveguide (SIff)Matched Load with Thin-Film Resistor[A].Proceedings ofAsia Pacific Microwave Conference2010:1597-1600”)是目前為止唯一發(fā)表的有關(guān) SIW負(fù)載的文章，文中描述的這種結(jié)構(gòu)采用了薄膜電阻(Thin Film Resistor-TFR),能夠在X波段20%的帶寬內(nèi)，實(shí)現(xiàn)-20dB回波損耗。但是，這類結(jié)構(gòu)仍然存在一些缺點(diǎn)，主要有:(I)帶寬窄；(2)電路基本無(wú)法調(diào)試；(3)制備工藝較復(fù)雜，需要特殊的生產(chǎn)設(shè)備，其成本也較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種含有吸收材料的小型化基片集成波導(dǎo)匹配負(fù)載。
[0004]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:一種小型化基片集成波導(dǎo)匹配負(fù)載，包括上層金屬面、中間介質(zhì)板、下層金屬面，中間介質(zhì)板位于上層金屬面和下層金屬面之間，上層金屬面和下層金屬面之間設(shè)置兩排金屬柱線列，每排金屬柱線列均包括若干金屬柱，每個(gè)金屬柱均與上層金屬面和下層金屬面相接觸，在兩排金屬柱線列的末端設(shè)置末端金屬柱線列，在末端金屬柱線列的內(nèi)側(cè)設(shè)置微波吸收材料。
[0005]所述微波吸收材料的形狀為長(zhǎng)方體，該微波吸收材料的長(zhǎng)邊靠近末端金屬柱線列。
[0006]所述微波吸收材料的形狀為楔形，該微波吸收材料的長(zhǎng)直角邊或斜邊靠近兩排金屬柱線列中的任意一排，微波吸收材料的短直角邊靠近末端金屬柱線列。
[0007]所述微波吸收材料包括兩個(gè)楔形微波吸收材料，該兩個(gè)楔形微波吸收材料分別靠近一排金屬柱線列，微波吸收材料的短直角邊靠近末端金屬柱線列。
[0008]所述微波吸收材料包括一個(gè)長(zhǎng)方體微波吸收材料和兩個(gè)楔形微波吸收材料，該兩個(gè)楔形微波吸收材料分別靠近一排金屬柱線列，微波吸收材料的短直角邊靠近末端金屬柱線列，長(zhǎng)方體微波吸收材料的長(zhǎng)邊靠近末端金屬柱線列。
[0009]微波吸收材料為摻雜鐵氧體的橡膠材料，其形態(tài)為固體或液體。
[0010]小型化基片集成波導(dǎo)匹配負(fù)載的上層金屬面和下層金屬面外表面之間的距離為
0.125mm>0.254mm>0.508mm>0.762mm、1.016mm 或 1.524mm。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為:1)本發(fā)明的小型化基片集成波導(dǎo)匹配負(fù)載，帶寬可以從5%以內(nèi)一直達(dá)到幾個(gè)倍頻程；2)本發(fā)明的小型化基片集成波導(dǎo)匹配負(fù)載電路指標(biāo)相對(duì)穩(wěn)定，同時(shí)也可以在生產(chǎn)后進(jìn)行必要的調(diào)試，滿足特定條件下的需求；3)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單易行，可以采用常規(guī)的PCB印制板制作工藝，傳統(tǒng)的機(jī)加工工藝，以及手工安裝手段，經(jīng)濟(jì)性突出；4)設(shè)計(jì)原理簡(jiǎn)單，對(duì)基片材料幾乎沒(méi)有特殊要求，可以滿足所有的微波基板，具有廣泛的通用性。
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明窄帶集成波導(dǎo)匹配負(fù)載結(jié)構(gòu)的平面示意圖。
[0014]圖2為本發(fā)明窄帶集成波導(dǎo)匹配負(fù)載結(jié)構(gòu)的立體示意圖。
`[0015]圖3為本發(fā)明寬帶集成波導(dǎo)匹配負(fù)載結(jié)構(gòu)的平面示意圖。
[0016]圖4為本發(fā)明寬帶集成波導(dǎo)匹配負(fù)載結(jié)構(gòu)的立體示意圖。
[0017]圖5垂直極化電磁波在有耗介質(zhì)分界面的反射原理圖。
[0018]圖6垂直極化電磁波在帶有金屬板的有耗介質(zhì)分界面的反射原理圖。
[0019]圖7寬帶匹配負(fù)載工作原理圖。
[0020]圖8為本發(fā)明窄帶集成波導(dǎo)匹配負(fù)載的反射系數(shù)仿真結(jié)果圖。
[0021]圖9為本發(fā)明寬帶集成波導(dǎo)匹配負(fù)載的反射系數(shù)仿真結(jié)果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0023]結(jié)合圖1至圖4，本發(fā)明基片集成波導(dǎo)匹配負(fù)載包括上層金屬面1、中間介質(zhì)板2、下層金屬面3、兩排金屬柱線列4、末端金屬柱線列5以及微波吸收塊6。其中上層金屬面I位于中間介質(zhì)板2的上表面,底層金屬面3位于中間介質(zhì)板2的下表面,在金屬面I或2打兩排金屬化孔，或填充金屬漿料成金屬柱，在末端打一排金屬柱線列5，在靠近末端金屬柱線列5的地方填充微波吸收材料6，用于吸收微波能量，未加金屬柱線列的地方為信號(hào)輸入端口。負(fù)載的寬度和金屬柱的半徑可以根據(jù)已有公式(1)-(2)計(jì)算:
【權(quán)利要求】
1.一種小型化基片集成波導(dǎo)匹配負(fù)載，其特征在于，包括上層金屬面[I]、中間介質(zhì)板[2]、下層金屬面[3]，中間介質(zhì)板[2]位于上層金屬面[I]和下層金屬面[3]之間，上層金屬面[I]和下層金屬面[3]之間設(shè)置兩排金屬柱線列[4]，每排金屬柱線列均包括若干金屬柱，每個(gè)金屬柱均與上層金屬面[I]和下層金屬面[3]相接觸，在兩排金屬柱線列[4]的末端設(shè)置末端金屬柱線列[5]，在末端金屬柱線列[5]的內(nèi)側(cè)設(shè)置微波吸收材料[6]。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型化基片集成波導(dǎo)匹配負(fù)載，其特征在于，所述微波吸收材料[6]的形狀為長(zhǎng)方體，該微波吸收材料[6]的長(zhǎng)邊靠近末端金屬柱線列[5]。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型化基片集成波導(dǎo)匹配負(fù)載，其特征在于，所述微波吸收材料[6]的形狀為楔形，該微波吸收材料[6]的長(zhǎng)直角邊或斜邊靠近兩排金屬柱線列[4]中的任意一排，微波吸收材料[6]的短直角邊靠近末端金屬柱線列[5]。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型化基片集成波導(dǎo)匹配負(fù)載，其特征在于，所述微波吸收材料[6]包括兩個(gè)楔形微波吸收材料，該兩個(gè)楔形微波吸收材料分別靠近一排金屬柱線列，微波吸收材料[6]的短直角邊靠近末端金屬柱線列[5]。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型化基片集成波導(dǎo)匹配負(fù)載，其特征在于，所述微波吸收材料[6]包括一個(gè)長(zhǎng)方體微波吸收材料和兩個(gè)楔形微波吸收材料,該兩個(gè)楔形微波吸收材料分別靠近一排金屬柱線列，微波吸收材料[6]的短直角邊靠近末端金屬柱線列[5]，長(zhǎng)方體微波吸收材料的長(zhǎng)邊靠近末端金屬柱線列[5]。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的小型化基片集成波導(dǎo)匹配負(fù)載，其特征在于，微波吸收材料[6]為摻雜鐵氧體的橡膠材料,其形態(tài)為固體或液體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的小型化基片集成波導(dǎo)匹配負(fù)載，其特征在于，小型化基片集成波導(dǎo)匹配負(fù)載的上層金屬面[I]和下層金屬面[3]外表面之間的距離為.0.125mm>0.254mm>0.508mm>0.762mm、L 016mm、或 1.524mm。
【文檔編號(hào)】H01P1/26GK103560310SQ201310513675
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】車文荃, 陳海東, 馮文杰 申請(qǐng)人:南京美華極地信息技術(shù)有限公司