本發(fā)明涉及一種波導(dǎo)微帶過渡裝置，具體涉及一種k波段波導(dǎo)微帶過渡裝置。

背景技術(shù)：

隨著mmic(毫米波單片微波集成電路)器件水平和mmcm(微波多芯片組件)組裝技術(shù)的發(fā)展,電路系統(tǒng)逐漸向全平面集成發(fā)展,但在毫米波頻段由于某些重要的毫米波無源元件如天線等仍采用波導(dǎo)傳輸方式,因此平面電路到波導(dǎo)的過渡技術(shù)便成為系統(tǒng)實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)之一,并受到了比較廣泛的研究,研究的主要目的是尋求一種低成本、低損耗、易于加工的寬帶的過渡結(jié)構(gòu)。

目前矩形波導(dǎo)與微帶、懸置微帶間的過渡轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)主要有階梯脊波導(dǎo)過渡、對脊鰭線過渡、耦合探針過渡。這些過渡結(jié)構(gòu)都可以在10％～20％的帶寬內(nèi)獲得良好的過渡效果。其中脊波導(dǎo)過渡加工復(fù)雜，且裝配公差要求嚴(yán)格，脊與微帶電路之間的接觸點對整個過渡電路的性能影響很大，過松會影響電路性能，過緊則損壞微帶電路，可重復(fù)性差，且拆裝不方便。對脊鰭線過渡中由于鰭線存在各種模式，很難抑制所有不需要的反饋，并且在截止頻率下輸入輸出鰭線提供一個純電抗源阻抗或負(fù)載阻抗，這會使有源器件處于不穩(wěn)定區(qū)域，容易出現(xiàn)自激振蕩。常見的波導(dǎo)微帶探針與整個微帶電路制作在一塊集成電路上,由于要在波導(dǎo)邊壁上開口來插入探針造成這種過渡方式的密封性較差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種k波段波導(dǎo)微帶過渡裝置，設(shè)置了可組合在一起的上、下過渡單元，上、下過渡單元中加工有輸入波導(dǎo)口、微帶線腔和輸出波導(dǎo)口，微帶線腔兩端分別與輸入波導(dǎo)口和輸出波導(dǎo)口連通，微帶線腔中設(shè)置有微帶探針過渡電路，上、下過渡單元組合之后形成一個完整的過渡裝置。

為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

本發(fā)明提供一種k波段波導(dǎo)微帶過渡裝置，包括上過渡單元和下過渡單元，所述上過渡單元和下過渡單元可組合在一起，所述上過渡單元和下過渡單元中均設(shè)置有輸入波導(dǎo)口、微帶線腔和輸出波導(dǎo)口，所述微帶線腔兩端分別與所述輸入波導(dǎo)口和輸出波導(dǎo)口連通，所述微帶線腔中設(shè)置有微帶探針過渡電路。

進一步，所述微帶探針過渡電路包括介質(zhì)基板，所述介質(zhì)基板上設(shè)置有微帶線，所述微帶線左右兩端均連接有探針，所述探針和所述微帶線之間連接有高阻線，所述介質(zhì)基板左右兩端均設(shè)置有接地端子。

進一步，所述微帶探針過渡電路粘接或焊接固定在所述下過渡單元中，所述微帶線左端的探針懸置于所述輸入波導(dǎo)口中，所述微帶線右端的探針懸置于所述輸出波導(dǎo)口中。

進一步，所述輸入波導(dǎo)口和輸出波導(dǎo)口的開口方向相反，開口分別位于所述上過渡單元和下過渡單元前后側(cè)面；所述輸入波導(dǎo)口和輸出波導(dǎo)口平行，均垂直于所述微帶線腔。

進一步，所述上過渡單元中設(shè)置有上輸入波導(dǎo)口、上微帶線腔和上輸出波導(dǎo)口，所述下過渡單元中設(shè)置有下輸入波導(dǎo)口、下微帶線腔和下輸出波導(dǎo)口，所述上、下輸入波導(dǎo)口進行組合，所述上、下微帶線腔進行組合，所述上、下輸出波導(dǎo)口進行組合。

進一步，所述上輸入波導(dǎo)口、上輸出波導(dǎo)口、下輸入波導(dǎo)口、下輸出波導(dǎo)口的尺寸為wr-41標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)口的一半，所述上微帶線腔和下微帶線腔的形狀與所述微帶探針過渡電路的形狀相適配。

進一步，所述上過渡單元和下過渡單元通過螺栓或定位銷組合在一起，所述上過渡單元和下過渡單元組合面的邊緣上均設(shè)置有止口，所述上過渡單元和下過渡單元組合后對所述組合面的邊緣進行激光封焊。

進一步，所述k波段波導(dǎo)微帶過渡裝置的通帶頻率范圍為18ghz-24ghz，回波損耗小于-20db。

進一步，所述介質(zhì)基板的材質(zhì)采用pcb或者陶瓷，所述探針、高阻線、微帶線和接地端子的材質(zhì)采用金或銅。

進一步，所述上過渡單元和下過渡單元的材質(zhì)采用鋁或銅，在表面鍍金，或者至少在所述輸入波導(dǎo)口、微帶線腔和輸出波導(dǎo)口的內(nèi)表面鍍金。

采用上述結(jié)構(gòu)設(shè)置的k波段波導(dǎo)微帶過渡裝置具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明通過采用分體加工上、下過渡單元，再組合形成一個完整的過渡裝置，具有結(jié)構(gòu)緊湊，密封性好，成本低，尺寸小，易于加工等優(yōu)點。

本發(fā)明具有插入損耗低，回波損耗高，頻帶寬的優(yōu)點。本發(fā)明的通帶頻率范圍為18ghz-24ghz，回波損耗小于-20db，插入損耗小于1db。

本發(fā)明比相同尺寸下的同類波導(dǎo)微帶過渡裝置具有更寬的帶寬，更好的密封性，產(chǎn)品合格率高于90％，適合大批量生產(chǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明k波段波導(dǎo)微帶過渡裝置的分解圖；

圖2是本發(fā)明k波段波導(dǎo)微帶過渡裝置中上過渡單元的仰視圖；

圖3是本發(fā)明k波段波導(dǎo)微帶過渡裝置中下過渡單元的俯視圖；

圖4是本發(fā)明k波段波導(dǎo)微帶過渡裝置中微帶探針的俯視圖；

圖5是本發(fā)明k波段波導(dǎo)微帶過渡裝置的電特性曲線圖。

圖中：1.上過渡單元；2.下過渡單元；3.微帶探針過渡電路；4.上輸入波導(dǎo)口；5.上高阻腔；6.上微帶線腔；7.上輸出波導(dǎo)口；8.固定螺栓；9.上止口；10.下輸入波導(dǎo)口；11.下高阻腔；12.下微帶線腔；13.微帶線固定端；14.下輸出波導(dǎo)口；15.固定螺栓孔；16.下止口；17.介質(zhì)基板；18.探針；19.高阻線；20.微帶線；21.接地端子。

具體實施方式

本發(fā)明的設(shè)計構(gòu)思是：

針對現(xiàn)有技術(shù)中波導(dǎo)微帶過渡裝置所存在的缺陷，本發(fā)明提供了一種k波段波導(dǎo)微帶過渡裝置，設(shè)置了可組合在一起的上、下過渡單元，上、下過渡單元中加工有輸入波導(dǎo)口、微帶線腔和輸出波導(dǎo)口，微帶線腔兩端分別與輸入波導(dǎo)口和輸出波導(dǎo)口連通，微帶線腔中設(shè)置有微帶探針過渡電路，上、下過渡單元組合之后形成一個完整的過渡裝置。通過采用分體加工再組合的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)緊湊，密封性好，成本低，尺寸小，易于加工等優(yōu)點。

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。

實施例1

如圖1、圖2、圖3、圖4所示為本發(fā)明實施例1，在該實施例中，一種k波段波導(dǎo)微帶過渡裝置，包括上過渡單元1和下過渡單元2，上過渡單元1和下過渡單元2可組合在一起，上過渡單元1和下過渡單元2中均設(shè)置有輸入波導(dǎo)口、微帶線腔和輸出波導(dǎo)口，微帶線腔兩端分別與輸入波導(dǎo)口和輸出波導(dǎo)口連通，微帶線腔中設(shè)置有微帶探針過渡電路3。

將過渡裝置設(shè)計成可以組合的上下兩部分，方便在上下兩部分中分別加工出輸入波導(dǎo)口、微帶線腔和輸出波導(dǎo)口，然后再組合形成一個完整的過渡裝置。例如可以通過高精度數(shù)控加工中心來加工上過渡單元1和下過渡單元2，之后再進行組合。

如圖4所示，微帶探針過渡電路3包括介質(zhì)基板17，介質(zhì)基板17上設(shè)置有微帶線20，微帶線20左右兩端均連接有探針18，探針18和微帶線20之間連接有高阻線19，介質(zhì)基板17左右兩端均設(shè)置有接地端子21。

介質(zhì)基板17中部寬、兩端窄。高阻線19的寬度小于微帶線20和探針18的寬度。

微帶探針過渡電路3是左右兩端對稱結(jié)構(gòu)，在放置到微帶線腔中時可以不用區(qū)分方向。

微帶探針過渡電路3粘接(采用導(dǎo)電膠粘接)或焊接固定在下過渡單元2中，微帶線20左端的探針18懸置于輸入波導(dǎo)口中，微帶線20右端的探針18懸置于輸出波導(dǎo)口中。輸入波導(dǎo)口中的電磁波信號經(jīng)過左端的探針18和微帶線20耦合，然后經(jīng)右端的探針18發(fā)射，從輸出波導(dǎo)口中輸出。輸出波導(dǎo)口對外連接需要輸入轉(zhuǎn)換后電磁波的電路。

如圖1所示，輸入波導(dǎo)口和輸出波導(dǎo)口的開口方向相反，開口分別位于上過渡單元1和下過渡單元2前后側(cè)面。輸入波導(dǎo)口和輸出波導(dǎo)口平行，均垂直于微帶線腔。

輸入波導(dǎo)口和輸出波導(dǎo)口的開口方向相反，方便輸入波導(dǎo)口連接波導(dǎo)，輸出波導(dǎo)口連接電路。

如圖2、圖3所示，上過渡單元1中設(shè)置有上輸入波導(dǎo)口4、上微帶線腔6和上輸出波導(dǎo)口7，下過渡單元2中設(shè)置有下輸入波導(dǎo)口10、下微帶線腔12和下輸出波導(dǎo)口14。

上輸入波導(dǎo)口4、下輸入波導(dǎo)口10進行組合形成一個完整的輸入波導(dǎo)口，上微帶線腔6、下微帶線腔12進行組合形成一個完整的微帶線腔，上輸出波導(dǎo)口7、下輸出波導(dǎo)口14進行組合形成一個完整的輸出波導(dǎo)口。

由于微帶探針過渡電路3粘接或焊接固定在下過渡單元2中，所以下微帶線腔12兩端還設(shè)置有下高阻腔11和微帶線固定端13，這些結(jié)構(gòu)均是槽狀結(jié)構(gòu)，槽深與微帶探針過渡電路3的厚度相適配。在上過渡單元1中僅需要設(shè)置上微帶線腔6以及兩端的上高阻腔5即可。

微帶探針過渡電路3左右兩端的接地端子21與下過渡單元2相接觸實現(xiàn)接地。接地端子21固定于微帶線固定端13處，還可以保證懸空在波導(dǎo)口的部分不會彎曲。

上輸入波導(dǎo)口4、上輸出波導(dǎo)口7、下輸入波導(dǎo)口10、下輸出波導(dǎo)口14的尺寸為wr-41標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)口的一半，組合之后即形成wr-41標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)口。上微帶線腔6、上高阻腔5、下微帶線腔12、下高阻腔11、微帶線固定端13的形狀與微帶探針過渡電路3的形狀相適配。

上過渡單元1和下過渡單元2通過螺栓組合在一起，如圖2、圖3所示，上過渡單元1上設(shè)置有固定螺栓8，下過渡單元2上設(shè)置有固定螺栓孔15，固定螺栓8插入固定螺栓孔15中之后，在固定螺栓8端部擰上螺母緊固。

也可以在上過渡單元1和下過渡單元2上均設(shè)置有固定螺栓孔，上過渡單元1上的固定螺栓孔為沉頭孔，下過渡單元2上的固定螺栓孔帶螺紋，然后插入沉頭螺栓進行緊固。

也可以在上過渡單元1上設(shè)置定位銷，下過渡單元2上設(shè)置有定位孔，定位銷插入定位孔中實現(xiàn)上過渡單元1和下過渡單元2組合。

如圖1所示，上過渡單元1和下過渡單元2組合面的邊緣上均設(shè)置有止口，上過渡單元1和下過渡單元2組合后對組合面的邊緣進行激光封焊。上過渡單元1具有上止口9，下過渡單元2具有下止口16，“止口+激光封焊”結(jié)構(gòu)可以讓上過渡單元1和下過渡單元2組合結(jié)構(gòu)緊湊，密封性好。

k波段波導(dǎo)微帶過渡裝置的通帶頻率范圍為18ghz-24ghz，回波損耗小于-20db，插入損耗小于1db。如圖5所示，s11表示回波損耗，s21表示插入損耗。

介質(zhì)基板17的材質(zhì)采用pcb或者陶瓷，探針18、高阻線19、微帶線20和接地端子21的材質(zhì)采用金或銅。

上過渡單元1和下過渡單元2的材質(zhì)采用鋁或銅，在表面鍍金，或者至少在輸入波導(dǎo)口、微帶線腔和輸出波導(dǎo)口的內(nèi)表面鍍金。

實施例2

本實施例中k波段波導(dǎo)微帶過渡裝置的結(jié)構(gòu)與實施例1中相同，在該實施例中為k波段波導(dǎo)微帶過渡裝置提供了具體設(shè)計參考尺寸，如圖2、圖3、圖4所示，所述的上輸入波導(dǎo)口4、下輸入波導(dǎo)口10、上輸出波導(dǎo)口7和下輸出波導(dǎo)口14的尺寸為13.7mm*4.32mm*5.334mm；上高阻腔5尺寸為1.6mm*1.4mm*1mm，倒角半徑為1mm；上微帶線腔6尺寸為30mm*2.9mm*3.1mm；固定螺栓8半徑為0.5mm，高度為4mm；上止口9尺寸寬1mm，高3mm；下高阻腔11尺寸為1.6mm*1.4mm*0.254mm；下微帶線12尺寸為30mm*2.9mm*0.254mm；帶線固定端13尺寸為4mm*1.6mm*0.254mm，倒角半徑為1mm；固定螺栓孔15半徑為0.5mm，深度為3.5mm；下止口16寬2mm深3mm；介質(zhì)基板17材料roges5880，厚度為0.254mm；探針18尺寸為2.5mm*0.5mm；高阻線19尺寸為1.4mm*0.3mm，材料為銅；微帶線20尺寸30mm*0.7mm，材料為銅；接地端21尺寸為4mm*1.6mm，材料為銅，倒角半徑為1mm；微帶探針3粘接或焊接在下過渡結(jié)構(gòu)中；上止口9和下止口16相互裝配；固定螺栓8和固定螺栓孔15相互裝配；上過渡結(jié)構(gòu)1和下過渡結(jié)構(gòu)2裝配后用激光封焊保證其密封性。信號由輸入端輸入，通過微帶探針空間耦合傳入微帶線實現(xiàn)波導(dǎo)到平面電路的過渡。

本實施例中的k波段波導(dǎo)微帶探針過渡裝置，所得天線的性能曲線如附圖5所示，通帶頻率范圍為18ghz～24ghz，回波損耗均小于-20db，插入損耗小于1db，這說明波導(dǎo)微帶探針過渡裝置具有優(yōu)良的性能。

實施例3

本實施例中k波段波導(dǎo)微帶過渡裝置的結(jié)構(gòu)與實施例1中相同，在該實施例中為k波段波導(dǎo)微帶過渡裝置提供了具體設(shè)計參考尺寸，如圖2、圖3、圖4所示，所述的上輸入波導(dǎo)口4、下輸入波導(dǎo)口10、上輸出波導(dǎo)口7和下輸出波導(dǎo)口14的尺寸為13.7mm*4.32mm*5.334mm；上高阻腔5尺寸為1.6mm*1.4mm*1mm，倒角半徑為1mm；上微帶線腔6尺寸為30mm*2.9mm*3.1mm；固定螺栓8半徑為0.5mm，高度為4mm，上止口9尺寸寬1mm，高3mm；下高阻腔11尺寸為1.6mm*1.4mm*0.254mm；下微帶線12尺寸為30mm*2.9mm*0.254mm；帶線固定端13尺寸為4mm*1.6mm*0.254mm，倒角半徑為1mm；固定螺栓孔15半徑為0.5mm，深度為3.5mm；下止口16寬2mm深3mm；介質(zhì)基板17材料為氧化鋁陶瓷；厚度為0.254mm；探針18尺寸為2mm*0.3mm；高阻線19尺寸為1.4mm*0.2mm，材料為金；微帶線20尺寸30mm*0.25mm，材料為金；接地端21尺寸為4mm*1.6mm，材料為金，倒角半徑為1mm；微帶探針3粘接或焊接在下過渡結(jié)構(gòu)中；上止口9和下止口16相互裝配；固定螺栓8和固定螺栓孔15相互裝配；上過渡結(jié)構(gòu)1和下過渡結(jié)構(gòu)2裝配后用激光封焊保證其密封性。信號由輸入端輸入，通過微帶探針空間耦合傳入微帶線實現(xiàn)波導(dǎo)到平面電路的過渡。

本實施例中的k波段波導(dǎo)微帶探針過渡裝置，所得天線的性能曲線如附圖5所示，通帶頻率范圍為18ghz～24ghz，回波損耗均小于-20db，插入損耗小于1db，這說明波導(dǎo)微帶探針過渡裝置具有優(yōu)良的性能。

以上僅為本發(fā)明的具體實施方式，在本發(fā)明的上述教導(dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在上述實施例的基礎(chǔ)上進行其他的改進或變形。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的具體描述只是更好的解釋本發(fā)明的目的，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。