專利名稱：：用于構(gòu)造和封裝用于毫米波應(yīng)用的波導(dǎo)-平面?zhèn)鬏斁€過濾器的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本申請(qǐng)涉及用于構(gòu)造在微波和毫米波頻率上提供寬帶、高性能的功率耦合的波導(dǎo)-傳輸線過渡器的設(shè)備和方法。本發(fā)明進(jìn)一步涉及用于構(gòu)造緊湊的無線通信模塊的設(shè)備和方法，在該模塊中，微波集成電路芯片和/或模塊與波導(dǎo)-傳輸線過渡器結(jié)構(gòu)集成封裝，從而提供可裝配到標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)法蘭上的模塊部件。
背景技術(shù)：
：通常，微波和毫米波(MMW)通信系統(tǒng)由各種部件和諸如接收器、發(fā)射器和接發(fā)模塊的子部件以及利用MIC(微波集成電路)和/或MMIC(微波單片集成電路)技術(shù)制造的其他無源和有源部件構(gòu)成。這些系統(tǒng)部件/子部件可以釆用各種類型的傳輸介質(zhì)，諸如印刷傳輸線(例如微帶、槽線、CPW(共面波導(dǎo))、CPS(共面帶線)、ACPC(非對(duì)稱共面帶線)等)、或者同軸纜線和波導(dǎo)，來相互連接。印刷傳輸線被廣泛用于微波和MMW電路，以便在半導(dǎo)體芯片(RF集成電路)之間和在半導(dǎo)體芯片與發(fā)射器或接收器天線之間提供封裝級(jí)或電路板級(jí)的互連。此外，印刷傳輸線非常適用于半導(dǎo)體集成電路表面上的信號(hào)傳播。例如，CPW傳輸線因其單平面特性、低色散以及與有源和無源裝置的高度兼容性而被廣泛用于MMIC設(shè)計(jì)中。然而，印刷傳輸線在高頻下可能會(huì)遇到寄生模和損耗變大的問題。另一方面，金屬波導(dǎo)(例如矩形、圓形等)適于以低損耗的方式在高功率水平上進(jìn)行更i^巨離的信號(hào)傳輸。此外，波導(dǎo)可以成形為具有強(qiáng)方向性的天線，或者可以用于裝置的表征。在構(gòu)造孩"皮、RF或MMW系統(tǒng)時(shí)，可能需務(wù)使用稱作"過渡器"的耦合結(jié)構(gòu)來將印刷傳輸線和波導(dǎo)耦合在一起。為了將各種部件和子部件集成到完整系統(tǒng)中，過渡器是必不可少的。最普遍的傳輸線-波導(dǎo)過渡器是已得到廣泛研究的微帶-波導(dǎo)過渡器。雖然已經(jīng)對(duì)這種過渡器進(jìn)行了相當(dāng)多的研發(fā)，但是在制造合適的從CPW、CPS或ACPS傳輸線到矩形波導(dǎo)的過渡器方面的努力相對(duì)較少。CPW和CPS傳輸線特別適合(優(yōu)于微帶)用于高集成度的MIC和MMIC設(shè)計(jì)。就此，迫切需要研制波導(dǎo)與CPW或CPS印刷傳輸線或可被用來設(shè)計(jì)高性能系統(tǒng)的微波單片集成電路(MMICs)之間的寬帶、低損耗并且匹配良好的過渡器。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的示例性實(shí)施例總體上包括用于構(gòu)造在微波和毫米波頻率上提供寬帶、高性能的功率耦合的波導(dǎo)-傳輸線過渡器的設(shè)備和方法。更具體地，本發(fā)明的示例性實(shí)施例包括寬帶、低損耗并且緊湊的CPW-矩形波導(dǎo)過渡器結(jié)構(gòu)和ACPS(或CPS)-矩形波導(dǎo)過渡器結(jié)構(gòu)，其尤其適于微波和毫米波應(yīng)用。更具體地，在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，過渡設(shè)備包括過渡器殼體和過渡器載體基片。過渡器殼體具有矩形波導(dǎo)通道和貫穿該矩形波導(dǎo)通道的寬壁形成的孔?；哂衅矫?zhèn)鬏斁€和形成于該基片的第一表面上的平面探針。平面?zhèn)鬏斁€包括第一導(dǎo)電帶和第二導(dǎo)電帶，其中平面探針與第一導(dǎo)電帶的末端相連并且伸出該末端，并且第二導(dǎo)電帶的末端以短截線(stub)結(jié)束?；辉O(shè)置在過渡器殼體的孔中，以使得印刷探針在偏離寬壁中心的位置上伸入矩形波導(dǎo)通道，并且其中第一和第二導(dǎo)電帶的末端與矩形波導(dǎo)通道的寬壁的內(nèi)表面對(duì)準(zhǔn)。印刷傳輸線可以是CPS(共面帶線)、ACPS(非對(duì)稱共面帶線)或CPW(共面波導(dǎo))。矩形波導(dǎo)通道的一端為封閉端，并且提供探針的背向短路器(backshort)。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，該背向短路器是可調(diào)節(jié)的。矩形波導(dǎo)通道的另一端在過渡器殼體的配合表面上開口。該配合表面可與矩形波導(dǎo)法蘭對(duì)接。過渡器殼體可以由金屬材料塊形成?；蛘撸撨^渡器殼體可以由塑料材料形成，該塑料材料具有鍍覆了金屬材料的表面。在本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例中，過渡器殼體的孔4皮設(shè)計(jì)成具有階梯寬度式開口，以實(shí)現(xiàn)基片在孔和矩形波導(dǎo)通道中的對(duì)準(zhǔn)和定位。在本發(fā)明的又一個(gè)示例性實(shí)施例中，第二導(dǎo)電帶的末端上的短截線與邊緣包封金屬化層相連以抑制寄生模。該邊緣包封金屬化層可以電連接到過渡器殼體的金屬表面。該邊緣包封金屬化層可以連接到基片的第二表面上的接地面。該邊緣包封金屬化層可以與過渡器殼體電流隔離。在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，過渡器殼體包括調(diào)諧腔，其形成于矩形波導(dǎo)通道的與孔相對(duì)的第二寬壁上并且與孔對(duì)準(zhǔn)。該調(diào)諧腔可被可調(diào)節(jié)的背向短路器元件短路以提供阻抗匹配機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的示例性實(shí)施例還包括用于構(gòu)造緊湊的無線通信模塊的設(shè)備和方法，其中微波集成電路芯片和/或模塊與波導(dǎo)-傳輸線的過渡器結(jié)構(gòu)集成封裝，以提供可裝配到標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)法蘭上的模塊化部件。本發(fā)明的這些或其他示例性實(shí)施例、方面、特征和優(yōu)點(diǎn)將從下面結(jié)合附圖閱讀的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述中得到描述或變得顯而易見。圖1A和1B是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的傳輸線-波導(dǎo)的過渡設(shè)備(10)的示意性透視圖1C是用于說明主傳播模TE10的矩形波導(dǎo)腔C的示意圖；圖2是封裝組件(20)的示意性透視圖，其中組件(20)包括才艮據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的與外部電路集成封裝的傳輸線_波導(dǎo)過渡模塊；圖3A-3D示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的金屬過渡器殼體(30)的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)；圖4A-4C是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的傳輸線-波導(dǎo)過渡設(shè)備的示意性透^L圖5A-5C是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的傳輸線_波導(dǎo)過渡i殳備的示意性透視圖；圖6示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的導(dǎo)體背襯CPW饋電結(jié)構(gòu)，其中半通孔邊緣包封金屬化用于抑制不希望的波導(dǎo)模和共振；圖7示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的非導(dǎo)體背襯CPW饋電結(jié)構(gòu)，其中半通孔邊緣包封金屬化用于抑制不希望的波導(dǎo)模和共振；圖8示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的導(dǎo)體背襯CPS饋電結(jié)構(gòu)，其中半通孔邊緣包封金屬化用于抑制不希望的波導(dǎo)模和共振；圖9示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的非導(dǎo)體背襯CPS饋電結(jié)構(gòu)，其中半通孔邊緣包封金屬化用于抑制不希望的波導(dǎo)模和共振。具體實(shí)施例方式圖1A和1B是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的傳輸線-波導(dǎo)過渡設(shè)備(IO)的示意性透視圖。更具體地，圖1A和1B示意性地描繪了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的過渡設(shè)備(10)，其使用E面探針型過渡器耦合矩形波導(dǎo)(例如WR15)和印刷傳輸線之間的電磁信號(hào)。過渡設(shè)備(10)包括金屬過渡器殼體(11)(或波導(dǎo)塊)，其內(nèi)部具有寬度為a(寬壁)、高度為b(短壁)的矩形波導(dǎo)腔C(或者矩形波導(dǎo)通道)。貫穿矩形波導(dǎo)腔C的寬壁在波導(dǎo)塊(11)的前壁(lla)上形成孔(13)以提供過渡器端口Pt，其用于插入和支撐具有印刷傳輸線(12a)和印刷E面探針(12b)的平面過渡器基片(12)。過渡器基片(12)被設(shè)置在孔(13)中以便探針(12b)通過波導(dǎo)腔C的寬壁伸入波導(dǎo)腔C中。波導(dǎo)腔C的一端在過渡器殼體(11)的側(cè)壁(lib)上開口以提供波導(dǎo)輸入端口Pw。波導(dǎo)腔C的另一端被過渡器殼體(11)的側(cè)壁(lie)短路，因此，金屬側(cè)壁(lie)的內(nèi)表面用作探針(12b)的背向短路器B。在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，探針(12b)是設(shè)計(jì)用于對(duì)矩形波導(dǎo)腔C內(nèi)的電場(chǎng)進(jìn)行采樣的E面型探針，其中在波導(dǎo)腔C中，矩形波導(dǎo)工作在TEw主模下。本領(lǐng)域眾所周知的是，在矩形波導(dǎo)中，電場(chǎng)垂直于寬側(cè)壁而磁場(chǎng)線垂直于短側(cè)壁。作為一個(gè)實(shí)例，圖lc是矩形波導(dǎo)腔C的示意圖，其中短側(cè)壁(b)沿x方向(與x-z平面共面)延伸，寬側(cè)壁(a)沿y方向(與y_Z平面共面)延伸，并且腔C沿著Z方向(即波沿波導(dǎo)通道傳播的方向)延伸。圖1C還示出TEk)模的》場(chǎng)位于x-y平面(其垂直于寬壁)上，其中該TE波的最大正和負(fù)電壓峰值沿著波導(dǎo)寬壁(a)的中心行進(jìn)，并且該電壓沿著波導(dǎo)短壁(b)變?yōu)榱恪ｊP(guān)于這一點(diǎn)，在圖1A和1B的示例性實(shí)施例中，將具有印刷探針(12b)的基片(12)插入穿過寬側(cè)壁(lla)中的過渡器端口Pt，以便將探針(12b)設(shè)置成關(guān)于波傳播方向(即圖1C中的z方向)橫向(垂直)，和將基片(12)的平面設(shè)置成與波傳播方向相切(即基片(12)的平面與圖1C的x-z平面共面)。金屬塊(11)的側(cè)壁(lie)用作背向短路器B，因此將側(cè)壁(llc)的內(nèi)表面設(shè)置在探針(12b)后面的一定距離(接近TE10模的1/4波長(zhǎng))處，以便獲得良好的傳輸特性。應(yīng)理解圖1A和lB示意性地描繪了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的波導(dǎo)-平面?zhèn)鬏斁€過渡設(shè)備的總體框架。印刷E面探頭(12b)可以具有設(shè)計(jì)用于對(duì)矩形波導(dǎo)腔C內(nèi)的電場(chǎng)進(jìn)行采樣的任何適合的形狀和構(gòu)造。印刷傳輸線(12a)可以是任何合適的饋電結(jié)構(gòu)，諸如印刷CPW(共面波導(dǎo))饋電、ACPS(非對(duì)稱共面帶線)饋電、或CPS(共面帶線)饋電。例如，正如將在下文中更詳細(xì)描述的那樣，圖4A-4C、5A-5C和6-9示出了才艮據(jù)本發(fā)明的不同示例性實(shí)施例的過渡器結(jié)構(gòu)，其可以由具有印刷的導(dǎo)體背襯(conductor-backed)和非導(dǎo)體背村CPW和CPS饋線和平面探針過渡器的過渡器基片構(gòu)成，這些將在下文中進(jìn)行更詳細(xì)地解釋。在本發(fā)明的其他示例性實(shí)施例中，圖1A-1B的示例性過渡器結(jié)構(gòu)可以與諸如MIC或MMIC模塊的電子部件集成封裝，以構(gòu)成緊湊的封裝結(jié)構(gòu)。例如，圖2是封裝組件(20)的示意性透視圖，該封裝組件(20)包括根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的與外部電路集成封裝的傳輸線-波導(dǎo)過渡模塊。該示例性的封裝(20)包括過渡器殼體(21)(或波導(dǎo)塊)，其內(nèi)部具有矩形波導(dǎo)通道C。過渡器殼體(21)具有前壁(21a)，其具有用于提供過渡器端口PT的貫穿內(nèi)部矩形波導(dǎo)通道C的寬壁的孔。具有印刷傳輸線和E面探針的過渡器基片(22)通過過渡器端口PT插入波導(dǎo)腔中。矩形波導(dǎo)通道C的一端在過渡器殼體(21)的側(cè)壁(21c)上開口以提供背向短路器開口Bq，該矩形波導(dǎo)通道的另一端在過渡器殼體(21)的側(cè)壁(21b)上開口以提供波導(dǎo)輸入端口Pw。波導(dǎo)殼體(21)的側(cè)壁(21c)上的背向短路器開口B。形成為允許插入單獨(dú)制造的背向短路器元件以短路波導(dǎo)腔C在側(cè)壁(21c)上的暴露端，并且為阻抗匹配和調(diào)諧過渡器提供可調(diào)的e面背向短路器。過渡器基片(22)由過渡器端口PT的開口的底部?jī)?nèi)表面和支撐塊(23)支撐，支撐塊(23)從過渡器殼體(21)的前壁(21a)延伸并且具有與過渡器端口PT的開口的底部?jī)?nèi)表面共面的頂部表面。過渡器殼體(21)和支撐塊(23)祐:設(shè)置在基座結(jié)構(gòu)(24)上。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，過渡器殼體(21)、支撐塊(23)和M(24)結(jié)構(gòu)形成集成的封裝殼體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可以通iM"金屬塊進(jìn)行機(jī)械加工和成形構(gòu)造而成，或者，這些部件可以是粘結(jié)或以其他方式連接在一起的獨(dú)立部件。具有MMIC芯片(27)和其他RF集成電路芯片的印刷電路板(26)例如被裝配在基座(24)上，以便芯片(27)的表面與過渡器基片(22)的表面大致在同一平面上。一根或多根接合線(28)在過渡器基片(22)上的傳輸線饋電與芯片(27)上的1/0觸頭之間提供I/0連接。在示例性的封裝設(shè)計(jì)中，基片(22)的平面被設(shè)置成與波傳播方向相切，這允許將外部電子部件放置在與基片(22)相同的平面上，從而簡(jiǎn)化這些部件的布局和集成。封裝結(jié)構(gòu)(20)示意性地示出了一種根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的將MMW或孩1波芯片^^塊與矩形波導(dǎo)激勵(lì)源集成封裝的方法。該示例性封裝(20)提供一種緊湊的模塊化設(shè)計(jì)，其中MMIC收發(fā)器、接收器或收發(fā)器模塊例如可以與矩形波導(dǎo)激勵(lì)源集成封裝。封裝(20)優(yōu)選地被設(shè)計(jì)成可輕易地耦合到矩形波導(dǎo)裝置(25)的標(biāo)準(zhǔn)法蘭上，以使表面(21b)上的波導(dǎo)端口與矩形波導(dǎo)裝置(25)的波導(dǎo)腔對(duì)準(zhǔn)和對(duì)接。例如，封裝(20)可輕易地與WR15型標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)法蘭對(duì)接。應(yīng)理解圖1A-1C和2的示例性實(shí)施例是用于構(gòu)造和封裝用于各種應(yīng)用場(chǎng)合和操作頻率的波導(dǎo)過渡器的方法的高級(jí)示意圖。例如，將參見圖3A-3D、4A-4C、5A-5C和6-9針對(duì)MMW應(yīng)用(例如，WR15型矩形波導(dǎo)在50-70GHz上的寬帶^^作)更詳細(xì)地討論基于上述總體框架的過渡器結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的波導(dǎo)過渡器具有基于具有內(nèi)部波導(dǎo)通道的波導(dǎo)塊的共同構(gòu)造，和插入波導(dǎo)通道的寬壁上的開口的具有印刷探針的基于基片的饋電結(jié)構(gòu)。正如將在下文中進(jìn)行解釋的那樣，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的各種技術(shù)被用于設(shè)計(jì)這樣的波導(dǎo)過渡器，其以堅(jiān)固耐用并且對(duì)制造公差和操作環(huán)境相對(duì)不敏感的方式提供低損耗、寬帶寬的操作，同時(shí)易于組裝。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，過渡器結(jié)構(gòu),皮設(shè)計(jì)成沿矩形波導(dǎo)通道的寬面偏心定位過渡器基片(其具有印刷饋電和探針)。而采用常規(guī)的E面探針設(shè)計(jì)，過渡器被構(gòu)造成具有對(duì)稱的構(gòu)造，在這種構(gòu)造中，探針插入點(diǎn)位于波導(dǎo)的寬側(cè)面的中心。然而，這種常規(guī)技術(shù)通常不會(huì)導(dǎo)致得到最佳位置，因此會(huì)產(chǎn)生限制帶寬的高輸入電抗，尤其是對(duì)于加載有厚的高介電常數(shù)的基片的E面探針。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)偏置激勵(lì)源可以在較寬的頻帶上獲得低輸入電抗，從而允許更廣泛的匹配。偏置激勵(lì)源的低輸入電抗可歸功于高階消失才莫振幅的顯著減小，而這是由介質(zhì)加載的探針在均勻矩形波導(dǎo)中的濾波擾動(dòng)引起的。有利地，偏置激勵(lì)源可以消除對(duì)額外匹配結(jié)構(gòu)的需求，這允許得到更加緊湊的方案。事實(shí)上，根據(jù)本發(fā)明的示例性過渡器結(jié)構(gòu)不需要伸出波導(dǎo)壁的額外匹配部件。事實(shí)上，在下面描述的示例性實(shí)施例中，探^l十過渡器可由均勻的CPW或ACPS/CPS傳輸線直接饋電，同時(shí)在例如WR15的整個(gè)頻帶上獲得需要的性能。在本發(fā)明的其他示例性實(shí)施例中，具有印刷饋線和探針過渡器的過渡器基片被設(shè)計(jì)成具有抑制不希望的高階傳播模以及相關(guān)共振效應(yīng)的特征，其中這些相關(guān)共振效應(yīng)會(huì)由于金屬波導(dǎo)壁提供的導(dǎo)體背襯環(huán)境而在MMW頻率上引起多種類似共振的效應(yīng)。具體地，示例性的過渡器被設(shè)計(jì)成抑制不希望的CSL(耦合槽線)、類孩i帶和平行波導(dǎo)模，這些才R由i殳置在寬開口(過渡器端口PT)中的具有印刷饋線的電寬過渡器基片引起的，其中具有印刷饋線的過渡器基片的整體或大部分被過渡器端口PT的開口中的金屬側(cè)壁表面包圍/環(huán)繞。如將在下面詳細(xì)描述的那樣，邊緣包封金屬化層(edge-wrapmetallization)和半通孑L(half-vias)或半開槽(half-slots)形式的堡狀結(jié)構(gòu)可用來局部包封設(shè)置在波導(dǎo)壁內(nèi)的CPW或CPS/ACPS饋線的相對(duì)的基片表面上的上、下導(dǎo)體(例如接地導(dǎo)體)。這種方案允許有效連接設(shè)置在過渡器基片的相對(duì)表面上的頂部和底部導(dǎo)體，而與基片切割公差和其他制造^^差(例如過渡器端口的開口內(nèi)的拐角的有限半徑)范圍無關(guān)。現(xiàn)在將參見圖3A-3D、4A-4C、5A-5C和6-9針對(duì)MMW應(yīng)用更詳細(xì)地討論基于上述總體框架的過渡器結(jié)構(gòu)。圖3A-3D總體上示出了與基于CPW的饋電結(jié)構(gòu)和E面探針過渡器(圖4A-4C)、或與基于微帶線的饋電結(jié)構(gòu)和E面探針過渡器(圖5A-5C)—同使用的過渡器殼體(或波導(dǎo)塊)的示例性實(shí)施例。此外，圖6-9示出了為抑制不希望的模式CPW和CPS饋線的各種實(shí)施例。更具體地，圖3A-3D示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的金屬過渡器殼體(30)的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。圖3A示出了示例性的過渡器殼體(30)的前視圖，其中殼體(30)通常包括波導(dǎo)殼體(31)和基片支撐塊(32)。圖3B是沿圖3A中的線3B-3B所取的過渡器殼體(30)的橫截面圖，圖3C是沿圖3A中的線3C-3C所取的過渡器殼體(30)的橫截面圖。圖3D是過渡器殼體(30)的后視圖(與圖3A的前視圖相反)。過渡器殼體(30)可由銅塊、鋁塊或黃銅塊、或其他任何合適的金屬或合金塊形成，這些材料可以鍍有^L或金以增強(qiáng)導(dǎo)電性或增加抗腐蝕性?？梢杂霉姆謮K(split-block)加工技術(shù)和/或?yàn)榱嗽诤撩撞l率上要求的尺寸精度而采用電火花線加工(wireEDM)或厚度(thick)EDM(電火花加工)構(gòu)造過渡器殼體(30)。在其他示例性實(shí)施例中，該過渡器殼體可以通過精確注模技術(shù)用塑料材料形成，以達(dá)到降低成本的目的。在使用塑料殼體的情況下，可以利用公知技術(shù)在相關(guān)表面(例如矩形波導(dǎo)通道的寬壁和短壁表面)上鍍覆金屬材料。如圖3A-3D中總體所示，波導(dǎo)塊(31)包括內(nèi)部的矩形波導(dǎo)通道(在圖3A和3D中以虛線示出)，其具有由波導(dǎo)塊(31)的前/后寬壁(31a/31b)和底部/頂部短壁(31c/31d)的內(nèi)表面限定的寬度a和高度b。前/后寬壁(31a)/(31b)凈皮描繪成具有厚度t。波導(dǎo)通道在波導(dǎo)塊(31)的一個(gè)側(cè)壁上開口以提供波導(dǎo)端口Pw。波導(dǎo)通道的另一端由背向短路器B1部件封閉。在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，背向短路器B1是獨(dú)立加工的部件，其被設(shè)計(jì)用于插入波導(dǎo)通道末端，以允許調(diào)節(jié)探針過渡器與背向短路器Bl的內(nèi)表面之間的背向短路距離lh(如圖3B所示)，以便調(diào)諧和匹配波導(dǎo)與過渡器。在這種情況下，內(nèi)部的矩形波導(dǎo)通道可在波導(dǎo)塊(31)的每個(gè)側(cè)壁上均形成開》文端。貫穿波導(dǎo)塊(31)的前部寬壁(31a)形成孔(33)以提供過渡器端口PT，用于插入具有印刷傳輸線和探針過渡器的介質(zhì)基片?？?33)形成為具有高度h和階梯式寬度特征，該特征包括寬度為V^的內(nèi)部開口(33b)和寬度為W2的外壁開口(33a)?？?33)的底部形成在與底部短壁(31c)的內(nèi)表面相距高度為a，處。孔(33)的底部?jī)?nèi)表面與基片支撐塊(3"的上表面在同一平面上，基片支撐塊(32)從波導(dǎo)塊(31)的前表面伸出距離x(見圖3c)。孑L(33)和支撐塊提供了共面的長(zhǎng)度為t+x的裝配面，用于支撐平面過渡器基片?？?33)的階梯式寬度結(jié)構(gòu)在不使用分塊技術(shù)(不需要目視檢查)的情況下提供了用于具有印刷饋電和過渡器的過渡器基片在波導(dǎo)孔和波導(dǎo)腔內(nèi)的精確自對(duì)準(zhǔn)和定位的機(jī)構(gòu)。如在下文中解釋的那樣，過渡器基片形成為具有相匹配的階梯式寬度形狀的結(jié)構(gòu)，以便能夠在孔(33)中對(duì)準(zhǔn)和定位。如果用分塊技術(shù)來將具有探針的過渡器基片定位在波導(dǎo)孔內(nèi)，那么孔(33b)可形成為均勻的狹窄開口，例如寬度為Wi的內(nèi)部開口(33b)。調(diào)諧腔(34)(或調(diào)諧短截線)形成在波導(dǎo)通道的與過渡器端口的孔(33)相對(duì)的寬壁(31b)上。如圖3D所示，調(diào)諧腔(34)實(shí)質(zhì)上是形成于波導(dǎo)通道的寬壁(31b)上的開口，其與孔(33)的內(nèi)部開口(33b)對(duì)準(zhǔn)并且具有相同的尺寸hxw^另外，用單獨(dú)加工的背向短路器元件B2將調(diào)諧腔(34)短路，其中能夠以可調(diào)節(jié)的方式將元件B2設(shè)置在與調(diào)諧腔(34)的開口(即與寬壁(31b)的內(nèi)表面)相距b2處。具有可調(diào)節(jié)的背向短路器B2的調(diào)諧腔(34)為匹配波導(dǎo)端口的特性阻抗與印刷饋線和探針過渡器的特性阻抗提供額外的調(diào)諧機(jī)構(gòu)。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，通過利用電火花線切割加工沿要銑成過渡器殼體(30)的金屬塊的整個(gè)寬度進(jìn)行加工，調(diào)諧腔(34)和孔(33)的內(nèi)部開口(33b)可以在單個(gè)制造步驟中一同形成。狹窄的開口(33b)(寬度為WJ可以用EDM技術(shù)來加工以確保精度，而較寬的開口(33a)(寬度為W2)可以用具有較低精度的傳統(tǒng)技術(shù)來形成，因?yàn)閃2的尺寸精度對(duì)過渡器性能造成的影響較小。當(dāng)不需要調(diào)諧腔(34)時(shí)，可使用厚度EDM工藝形成開口(33)。在示例性的過渡器設(shè)計(jì)中，在形成寬壁中的過渡器端口Pi時(shí)，加工技術(shù)(甚至是如EDM那樣精確的)具有一些固有限制，它們不能提供方形的開口-這種加工會(huì)得到具有有限半徑拐角(在圖3A中標(biāo)為"R,和"R2")的開口。例如，電火花線加工技術(shù)產(chǎn)生具有半徑為4-5毫英寸的拐角的開口，其中厚度EDM技術(shù)能夠產(chǎn)生具有半徑為2毫英寸的更小拐角的開口。由于這些固有限制，孑L(33)的開口形成有圓角。由此，過渡器基片必須制成比孔寬度(WpW2)小，否則過渡器基片將不能正確安放和接觸內(nèi)側(cè)壁表面。圖4A-4C是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的傳輸線-波導(dǎo)過渡設(shè)備的示意性透4見圖。具體地，圖4A-4C示出了示例性的CPW-矩形波導(dǎo)過渡設(shè)備(40)，其由示例性的金屬過渡器殼體(30)(如參見圖3A-3D所描述的那樣)和平面過渡器基片(41)構(gòu)成，其中過渡器基片(41)包含印刷CPW傳輸線(42)和E面探針(43)。圖4A示出了示例性過渡i殳備(40)的前視圖，其中過渡器基片(41)放置在孔(33)(過渡器端口PT)中。圖4B是沿圖4A中的線4B-4B所取的過渡設(shè)備(40)的橫截面14圖，圖4C是沿圖4A中的線4C-4C所取的過渡設(shè)備(40)的橫截面圖。過渡器基片(41)包括具有階梯寬度結(jié)構(gòu)的平面基片，該寬度結(jié)構(gòu)包括具有寬度Ws的第一部^K41a)和具有變小的寬度Ws，的第二部W41b)，并且提供基片(41)關(guān)于階梯寬度孔(33)的自對(duì)準(zhǔn)定位。在該示例性實(shí)施例中，考慮到上述的內(nèi)和外開口(33a)和(33b)的圓拐角，基片部分(41a)的寬度Ws略小于孔(33)的外部(33a)的寬度W2，基片部分(41b)的寬度Ws，略小于孔(33)的內(nèi)部(33b)的寬度Wh基片(41)包括頂部表面金屬化層，對(duì)該金屬化層進(jìn)行刻蝕以在基片部分(41a)上形成CPW傳輸線(42)和在基片部分(41b)上形成具有E面探針(43)的平面過渡器?；糠?41b)還包括過渡區(qū)域(44)，CPW傳輸線(42)在此與探針(43)耦合。在該示例性實(shí)施例中，過渡區(qū)域(44)可被j人為是位于孔(33)的內(nèi)部開口(33b)的壁之間并且由波導(dǎo)塊(31)的寬壁的內(nèi)表面(31a)和內(nèi)部、外部開口(33b)、(33a)之間的交界面所限制的區(qū)域。CPW傳輸線(42)包括三個(gè)平行導(dǎo)體，其包括寬度為w的中心導(dǎo)體(42a)，該中心導(dǎo)體(42a)被設(shè)置在兩個(gè)寬度為g的接地導(dǎo)體(42b)之間并且與接地導(dǎo)體(42b)間隔距離s。探針(43)被描繪成寬度為Wp、長(zhǎng)度為L(zhǎng)p的矩形帶線，其被連接到CPW(42)的中心導(dǎo)體(42a)的末端并且從該末端開始延伸。基片部分(41b)的末端從波導(dǎo)寬壁(31)的內(nèi)表面(31a)伸出距離Ls,其中Ls大于Lp。CPW(42)的接地導(dǎo)體(42b)在過渡區(qū)域(44)中以寬度為gs的短截線(44a)結(jié)束，在過渡區(qū)域中，這些短截線基本上形成從接地導(dǎo)體(42b)的末端開始朝向基片的位于孔(33)的內(nèi)部開口(33b)的金屬壁附近的側(cè)壁彎曲的90度彎曲。圖5A-5C是根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例的傳輸線-波導(dǎo)的過渡設(shè)備的示意性透^L圖。具體是，圖5A-5C示出了一種示例性的ACPS-矩形波導(dǎo)的過渡i殳備(50)，其由示例性的金屬過渡器殼體(30)(如參見圖3A-3D所描述的那樣)和平面過渡器基片(51)構(gòu)成，其中過渡器基片(51)包含印刷ACPS傳輸線(52)和E面探針(53)。圖5A示出了該示例性過渡設(shè)備(50)的前視圖，其中過渡器基片(51)放置在孔(33)(過渡器端口PT)中。圖5B是沿圖5A中的線5B-5B所取的過渡設(shè)^(50)的橫截面圖，圖5C是沿圖5A中的線5C-5C所取的過渡設(shè)備(50)的橫截面圖。過渡器基片(51)包括具有階梯寬度結(jié)構(gòu)的平面基片，該寬度結(jié)構(gòu)包括具有寬度Ws的第一部刺51a)和具有變小的寬度Ws，的第二部^(51b)，其提供基片(51)關(guān)于階梯寬度孔(33)的自對(duì)準(zhǔn)定位。在該示例性實(shí)施例中，考慮到上述的內(nèi)和外開口(33a)和(33b)的圓拐角，基片部分(51a)的寬度Ws略小于孔(33)的外部(33a)的寬度\￥2，基片部分(51b)的寬度Ws，略小于孔(33)的內(nèi)部(33b)的寬度Wh基片(51)包括頂部表面金屬化層，對(duì)該金屬化層進(jìn)行刻蝕以在基片部分(51a)上形成CPS傳輸線(52)和在基片部分(51b)上形成具有E面探針(53)的平面過渡器?；糠?51b)還包括過渡區(qū)域(54)，CPS傳輸線(52)在此與探針(53)耦合。在該示例性實(shí)施例中，過渡區(qū)域(54)可被認(rèn)為是位于孔(33)的內(nèi)部開口(33b)的壁之間并且由波導(dǎo)塊(31)的寬壁的內(nèi)表面(31a)和內(nèi)部、外部開口(33b)、(33a)之間的交界面所限制的區(qū)域。CPS傳輸線(52)包括兩個(gè)平行導(dǎo)體，其包括寬度為w的第一導(dǎo)體(52a)和寬度為g的第二導(dǎo)體(52b)，并且兩個(gè)導(dǎo)體間隔距離s。當(dāng)導(dǎo)體(52a)和(52b)的寬度相同(w=g)時(shí)，傳輸線(52)被稱作CPS線，其可以支持差分信號(hào)，其中導(dǎo)體(52a)或(52b)均不處于地電勢(shì)。當(dāng)導(dǎo)體(52a)和(52b)的寬度不相同(例如w〈g)時(shí)，傳輸線(52)被稱作非對(duì)稱CPS(ACPS)線。在該示例性實(shí)施例中，示出的是ACPS饋線，其中導(dǎo)體(52b)為接地導(dǎo)體。探針(53)被描繪成寬度為Wp、長(zhǎng)度為L(zhǎng)p的矩形帶線，其連接到饋線(52)的第一導(dǎo)體(52a)的末端并且從該末端開始延伸。基片部分(51b)從波導(dǎo)寬壁(31)的內(nèi)表面(31a)伸出距離Ls，其中Ls大于Lp。接地導(dǎo)體(52b)在過渡區(qū)域(44)中以寬度為gs的短截線(54a)結(jié)束，在過渡區(qū)域中，這些短截線基本上形成從導(dǎo)體(52b)的末端開始朝16向位于孔(33)的內(nèi)部開口(33b)的金屬壁附近的基片側(cè)壁彎曲的90度彎曲。示例性的過渡器載體基片(41)和(51)可以由不與金屬波導(dǎo)壁電流隔離的導(dǎo)體背村饋線結(jié)構(gòu)構(gòu)成，或者由與金屬波導(dǎo)壁電流隔離的非導(dǎo)體背襯饋線結(jié)構(gòu)構(gòu)成。例如，圖6和8示意性地示出了過渡器載體基片(41)和(51)的示例性實(shí)施例，其中基片被構(gòu)造成在其底部上形成完整的接地面以提供導(dǎo)體背襯CPW和ACPS饋線結(jié)構(gòu)。此外，圖7和9示意性地示出了過渡器栽體基片(41)和(51)的示例性實(shí)施例，其中基片被構(gòu)造成具有非導(dǎo)體背襯CPW和ACPS饋線結(jié)構(gòu)。具體地，參見圖6，過渡器載體基片(41)具有底部接地面(45)，其形成于基片部分(41a)和過渡區(qū)域(44)下方，用于提供導(dǎo)體背襯CPW結(jié)構(gòu)。延伸通過寬壁(31a)內(nèi)表面的探針(43)下方的基片的部分(41b)沒有接地面。類似地，如圖8所示，過渡器基片(51)具有底部接地面(55)，其形成于基片部分(51a)和過渡區(qū)域(54)下方，用于提供導(dǎo)體背襯CPS結(jié)構(gòu)。延伸通過寬壁(31a)內(nèi)表面的探針(53)下方的基片的部分(51b)沒有接地面。通過用導(dǎo)電環(huán)氧樹脂將接地面(45)和(55)粘合到金屬波導(dǎo)表面(無電流隔離)上，過渡器載體基片(41)和(51)可被固定裝配在過渡器端口中。應(yīng)理解在圖6和8示出的示例性實(shí)施例中，圖4B和5B中的過渡器基片(41)和(51)例如形成為具有一致的寬度(即，不是圖4B和5B所示的階梯寬度)。與普通CPW或ACPS相比，這些示例性的導(dǎo)體背村CPW(CB-CPW)和導(dǎo)體背襯ACPS(CB-ACPS)設(shè)計(jì)提供了機(jī)械支撐和散熱能力。此夕卜，對(duì)于CPW或CPS饋線而言，當(dāng)它們(通過金屬壁)與作為金屬外殼的波導(dǎo)相連時(shí)，背襯導(dǎo)體是一種自然環(huán)境。然而，導(dǎo)體背襯CPW和CPS設(shè)計(jì)在毫米波的頻率上會(huì)激發(fā)平行波導(dǎo)和類微帶模，從而因模式轉(zhuǎn)換的不連續(xù)和相關(guān)的類似共振的效應(yīng)造成具有較差的性能，其中相關(guān)的類似共振的效應(yīng)是因過渡器結(jié)構(gòu)的大(電性大)橫向尺寸引起的。此外，CPW可支持兩種主模，即CPW模和CSL(耦合槽線)模，在這種情況下后者為寄生模。關(guān)于這點(diǎn)，通過包封印刷在基片載體兩側(cè)的CB-CPW或CB-CPS饋電結(jié)構(gòu)的接地導(dǎo)體和底部接地面來提供抑制高階模和共振效應(yīng)的方法。例如，在圖4B和5B的示例性實(shí)施例中，局部包封可以通過所謂"半通孔"包封或在過渡區(qū)域(44)和(54)中的基片側(cè)壁的部分長(zhǎng)度"上通過電鍍^t支術(shù)來實(shí)現(xiàn)。作為一個(gè)實(shí)例，圖6示意性地示出了諸如圖4B所示的導(dǎo)體背村CPW饋電結(jié)構(gòu)，其中使用半通孔邊緣包封金屬化層(46)使接地導(dǎo)體(42b)的端部在過渡區(qū)域(44)中沿著長(zhǎng)度L與基片的部分(41a)的底部(以虛線示出)上的接地面(45)相連。類似地，圖8示意性地示出了諸如圖5B所示的導(dǎo)體背襯CPS饋電結(jié)構(gòu)，其中使用半通孔邊緣包封金屬化層(56)使接地導(dǎo)體(52b)的端部在過渡區(qū)域(54)中沿著長(zhǎng)度與基片的部分(51a)的底部(以虛線示出)上的接地面(55)相連。在這些示例性的過渡器i殳計(jì)中，4吏用通孔-邊緣包封(via-edgewrapping)實(shí)現(xiàn)過渡器基片上的頂部和底部接地元件的有效連接，從而提供一種與基片的切割公差以及孔(33)的內(nèi)部和外部開口(33a)和(33b)的有限半徑和/或R2無關(guān)的才莫式抑制4幾構(gòu)。如上所述，用于導(dǎo)體背襯饋線設(shè)計(jì)的示例性過渡器結(jié)構(gòu)可以利用邊緣包封金屬化層和連接基片兩側(cè)的上、下接地元件的電連接來構(gòu)造，以便實(shí)現(xiàn)模式抑制。在諸如圖7和9所描繪的非導(dǎo)體背襯CPW和CPS設(shè)計(jì)中，使用非導(dǎo)電性膠粘劑將過渡器基片附連到金屬波導(dǎo)壁上。在先前描述的具有導(dǎo)體背襯基片的設(shè)計(jì)中，當(dāng)使用非導(dǎo)電性環(huán)氧樹脂進(jìn)行附連時(shí)，金屬波導(dǎo)壁與基片背側(cè)上的固體金屬實(shí)際上構(gòu)成平行波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，這可能會(huì)引起能量泄漏和寄生共振效應(yīng)。為了避免這種問題，利用特殊的模式抑制技術(shù)設(shè)計(jì)與金屬波導(dǎo)塊電流隔離的非導(dǎo)體背襯CPW和ACPS(或CPS)-矩形波導(dǎo)的過渡器結(jié)構(gòu)，其中導(dǎo)電帶形成在過渡器基片的底部上并且經(jīng)邊緣包封與饋電結(jié)構(gòu)的頂部接地導(dǎo)體相連。這種結(jié)構(gòu)阻播。''、s、'、、、例如，圖7基于圖4B所示的示例性設(shè)計(jì)示意性地示出了非導(dǎo)體背村CPW饋電結(jié)構(gòu)。在該實(shí)施例中，將不使用導(dǎo)電粘合材料將基片載體(41)電連接到金屬波導(dǎo)殼體上，而是使用一些非導(dǎo)電性環(huán)氧樹脂將基片載體(41)附連到金屬波導(dǎo)殼體上，其中這些非導(dǎo)電性環(huán)氧樹脂在關(guān)注的頻率范圍上具有非常公知的介電性質(zhì)。在圖7中，邊緣包封的半通孔金屬化層(46)在過渡區(qū)域(44)中被附連到基片載體(41)的底側(cè)上的金屬"接地"圖形(47)上，以阻止上述寄生模的傳播。實(shí)際上，由于是用非導(dǎo)電性環(huán)氧樹脂將金屬圖形(47)膠粘在金屬波導(dǎo)表面上的，因此底部金屬化圖形(47)將懸在孔中的波導(dǎo)殼體的金屬表面上(與該金屬表面絕緣)。金屬指(47)和通孔包封(46)的數(shù)量、位置、寬度和長(zhǎng)度將根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)。取決于所要求的探針長(zhǎng)度，這些設(shè)計(jì)沿著饋線長(zhǎng)度可以具有更多的包封點(diǎn)?；撞颗c開口底部之間的間距(填充非導(dǎo)電性環(huán)氧樹脂)也特別重要，其在示例性設(shè)計(jì)中保持為較小值(例如在60GHz的設(shè)計(jì)中要低于50微米)。此外，圖9基于圖5B所示的示例性設(shè)計(jì)示意性地示出了非導(dǎo)體背襯ACPS饋電結(jié)構(gòu)。在該實(shí)施例中，將不使用導(dǎo)電粘合材料將基片載體(51)電連接到金屬波導(dǎo)殼體上，而是使用一些非導(dǎo)電性環(huán)氧樹脂將基片載體(51)附連到金屬波導(dǎo)殼體上，其中這些非導(dǎo)電性環(huán)氧樹脂在關(guān)注的頻率范圍上具有非常乂A知的介電性質(zhì)。在圖9中，邊緣包封的半通孑L金屬化層(56)在過渡區(qū)域(54)被附連到基片載體(51)的底側(cè)上的金屬"接地"圖形(57)上，以阻止上述寄生模的傳播。實(shí)際上，由于是用非導(dǎo)電性環(huán)氧樹脂將金屬圖形(57)膠粘在金屬波導(dǎo)表面上的，因此底部金屬化圖形(57)將懸在孔中的波導(dǎo)殼體的金屬表面上(與該金屬表面絕緣)。金屬指(57)和通孔包封(56)的數(shù)量、位置、寬度和長(zhǎng)度將根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)。取決于所要求的探針長(zhǎng)度，這些設(shè)計(jì)沿著長(zhǎng)度可以具有更多的包封點(diǎn)。同樣要考慮基片底部與開口底部之間的間距(填充非導(dǎo)電性環(huán)氧樹脂)，其在示例性設(shè)計(jì)中保持為較小值(例如在60GHz的設(shè)計(jì)中要低于50微米)。在上述示例性的過渡設(shè)備(40)和(50)中，可以調(diào)節(jié)各種參數(shù)以使波導(dǎo)模與CPW或ACPS傳輸線的特征阻抗匹配。例如，可以通過調(diào)節(jié)包19括例如探針(43)/(53)與背向短路器Bl之間的距離bp探針(43)/(53)在波導(dǎo)橫截面a中的位置、探針寬度Wp和Lp在內(nèi)的各種參數(shù)來使CPW或ACPS傳輸線與波導(dǎo)端口匹配。進(jìn)行這種優(yōu)化的目的是獲得最大可能的帶寬(或者最大帶寬)。在史密斯圓圖上，由圍繞其圓心成環(huán)的與頻率有關(guān)的"水滴"狀輸入反射系數(shù)來表征帶寬。環(huán)越小，則帶寬越好。探針的電抗受到儲(chǔ)存在支撐基片中的能量的影響?；母叨?w、寬度附和長(zhǎng)度h或介電常數(shù)對(duì)輸入阻抗的電抗部分和所獲得的帶寬有顯著影響。在上述示例性實(shí)施例中，支撐基片不完全填滿整個(gè)波導(dǎo)孔以使探針的負(fù)荷最小。然而，基片可以始終延伸跨過(或者如果有的話，利用背向短路器B2結(jié)構(gòu)越過)波導(dǎo)通道。在公差分析方面，這些示例性的過渡器的性能對(duì)波導(dǎo)內(nèi)的探針深度Lp非常敏感。當(dāng)能夠利用分塊技術(shù)(其允許通過目視檢查精確設(shè)置具有印刷探針的過渡器基片)將該深度控制在幾個(gè)微米的范圍內(nèi)時(shí)，這可能就不算問題了。在這種方法中，能夠基于在基片載體上構(gòu)圖的有限尺寸的頂部接地導(dǎo)體來輕易地實(shí)施對(duì)準(zhǔn)，其中基片載體的邊界與波導(dǎo)寬側(cè)壁(31a)的內(nèi)緣對(duì)準(zhǔn)。在不使用分塊技術(shù)制造過渡器殼體時(shí)，上述階梯寬度對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)可合適地被用于定位目的，其中定位精度被限制為約25-30微米，并且基于孔(33)的狹窄開口(33b)的長(zhǎng)度L的EDM加工精度。在饋電結(jié)構(gòu)附近形成于波導(dǎo)寬壁中的孔(33)會(huì)擾亂探針附近的電場(chǎng)分布，從而影響探針的輸入阻抗。關(guān)于這一點(diǎn)，諸如孔寬度W2和高度h、CPW和ACPS饋電的帶線寬度w和槽寬s、以及ACPS饋電的探針在開口內(nèi)的位置等參數(shù)是另外的對(duì)CPW和ACPS端口上的輸入阻抗有影響的參數(shù)。具有插入的饋電結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)寬側(cè)壁上的開口的尺寸也非常重要，尤其對(duì)于電性較寬的基片載體。由于傳統(tǒng)基片處理和切割上的限制，大多l(xiāng)t^片都落入60GHz或更大的組中。因此，基片和端口的開口尺寸被選擇成不激發(fā)介質(zhì)加載的開口內(nèi)的波導(dǎo)模和相關(guān)的共振效應(yīng)。需要考慮的另一個(gè)因素是饋線在頂部和底部接地導(dǎo)體未被包封的位置上的總寬度(包括頂部接地導(dǎo)體的寬度)。當(dāng)饋電結(jié)構(gòu)過寬時(shí)，將會(huì)因?yàn)樵诓贿B續(xù)處激勵(lì)的不對(duì)稱場(chǎng)而在某些頻率上在傳輸線中產(chǎn)生穩(wěn)定的類似共振的效應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明的過渡器結(jié)構(gòu)的其他示例性特征是這樣的，它們可被用在金屬殼體內(nèi)而不會(huì)影響其性能，因?yàn)樗緛砭褪艿讲▽?dǎo)壁的屏蔽。此外，形成在寬側(cè)壁中的孔(基片端口PT)能夠可選地被密封。為了說明所設(shè)想的過渡器的性能，針對(duì)設(shè)計(jì)用于WR15型矩形波導(dǎo)的寬帶操作(50-70GHz)的各種CPW-波導(dǎo)的過渡器結(jié)構(gòu)和ACPS-波導(dǎo)的過渡器結(jié)構(gòu)進(jìn)^f亍計(jì)算扭4莫擬。采用市場(chǎng)有售的用于RF、無線、封裝和光電設(shè)計(jì)的3DEM模擬軟件工具，具體地采用HFSS(3Dfull-waveFEMsolver)工具來執(zhí)行這些模擬計(jì)算。所有的損耗機(jī)制(電阻損耗、介質(zhì)損耗和輻射損耗)和模式之間的耦合效應(yīng)均加以考慮。具有理想表面光潔度(零粗糙度)的三維的4微米厚的Au金屬化層被用作導(dǎo)電層。表面阻抗公式用來解釋電阻損耗，其在關(guān)注的頻率范圍內(nèi)(50-70GHz)被良好地￡。具有探針的饋線被放置在300微米厚的熔融石英基片(介電常數(shù)為3.8)上，該基片對(duì)于50-70GHz的頻段而言相對(duì)較厚。在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，可以減小位于平面探針下方的基片部分的厚度或?qū)⑵湟瞥愿纳圃诖嗣枋龅氖纠赃^渡器結(jié)構(gòu)的性能。為了使這些設(shè)計(jì)具有更好的機(jī)械穩(wěn)定性，可以選用厚基片。在下面的表1中列出了用于示例性過渡器設(shè)計(jì)的尺寸M。模擬結(jié)果表明這些示例性的過渡器設(shè)計(jì)在整個(gè)關(guān)注頻率范圍上將產(chǎn)生非常低的插入損耗和返回?fù)p耗。表l用于WR15頻段的過渡器設(shè)計(jì)的示例性尺寸參數(shù)參數(shù)(mm)設(shè)計(jì)1(CPW)設(shè)計(jì)2(CPW)設(shè)計(jì)3(CPW)設(shè)計(jì)4(CPS)1,051.051.050.950.60.30.601,021.021.021.02丄j0.40.40.40.421<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>雖然出于說明的目的已經(jīng)參考附圖描述了這些示例性實(shí)施例，但M理解本發(fā)明不限于這些明確的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下實(shí)現(xiàn)各種其他改變和改進(jìn)。權(quán)利要求1.一種過渡設(shè)備，其包括過渡器殼體，其包括矩形波導(dǎo)通道和貫穿矩形波導(dǎo)通道的寬壁形成的孔；基片，其具有第一表面和與第一表面相對(duì)的第二表面、以及在第一表面上形成的平面?zhèn)鬏斁€和平面探針，其中平面?zhèn)鬏斁€包括第一導(dǎo)電帶和第二導(dǎo)電帶，其中所述平面探針連接到所述第一導(dǎo)電帶的末端并且從該末端延伸，以及其中，所述第二導(dǎo)電帶的末端以短截線結(jié)束；其中所述基片被定位在所述孔中，以使得印刷探針在偏離所述寬壁中心的位置上伸入矩形波導(dǎo)通道，并且所述第一和第二導(dǎo)電帶的末端與矩形波導(dǎo)通道的寬壁的內(nèi)表面對(duì)準(zhǔn)。2.如權(quán)利要求1所述的過渡設(shè)備，其中，所述矩形波導(dǎo)通道的一端為封閉端，并且提供探針的背向短路器。3.如權(quán)利要求1所述的過渡設(shè)備，其中，該背向短路器是可調(diào)節(jié)的。4.如權(quán)利要求1所述的過渡設(shè)備，其中，所述矩形波導(dǎo)通道的一端在所述過渡器殼體的配合表面上開口，其中該配合表面能夠與矩形波導(dǎo)法蘭對(duì)接。5.如權(quán)利要求1所述的過渡設(shè)備，其中，所述印刷傳輸線是CPS(共面帶線)。6.如權(quán)利要求1所述的過渡設(shè)備，其中，所述印刷傳輸線是ACPS(非對(duì)稱共面帶線)。7.如權(quán)利要求1所述的過渡設(shè)備，其中，所述印刷傳輸線是CPW(共面波導(dǎo))。8.如權(quán)利要求1所述的過渡設(shè)備，其中，所述孔具有階梯寬度開口，以便實(shí)現(xiàn)基片在孔和矩形波導(dǎo)通道中的對(duì)準(zhǔn)和定位。9.如權(quán)利要求1所述的過渡設(shè)備，其中，所述短截線與用于抑制寄生模的邊緣包封金屬化層相連。10.如權(quán)利要求9所述的過渡設(shè)備，其中，所述邊緣包封金屬化層電連接到過渡器殼體的金屬表面上。11.如權(quán)利要求9所述的過渡設(shè)備，其中，所述邊緣包封金屬化層電連接到基片的第二表面上的接地面上。12.如權(quán)利要求9所述的過渡設(shè)備，其中，所述邊緣包封金屬化層與過渡器殼體電流隔離。13.如權(quán)利要求1所述的過渡設(shè)備，其中，所述過渡設(shè)備與MMIC(微波單片集成電路)裝置集成封裝。14，如權(quán)利要求1所述的過渡設(shè)備，其還包括調(diào)諧腔，該調(diào)諧腔在所述矩形波導(dǎo)通道的與所述孔相對(duì)的第二寬壁上形成并且與孔對(duì)準(zhǔn)。15.如權(quán)利要求1所述的過渡設(shè)備，其中，所述過渡器殼體由金屬材料塊形成。16.如權(quán)利要求1所述的過渡設(shè)備，其中，所述過渡器殼體由塑料材料形成，所述塑料材料具有涂敷金屬材料的表面。17.—種過渡設(shè)備，其包括過渡器殼體，其包括矩形波導(dǎo)通道和貫穿所述矩形波導(dǎo)通道的寬壁形成的孔；基片，其具有第一表面和與所述第一表面相對(duì)的第二表面、以及在所述第一表面上形成的平面?zhèn)鬏斁€和平面探針，其中所述平面?zhèn)鬏斁€包括第一導(dǎo)電帶和第二導(dǎo)電帶，其中所述平面探針連接到所述第一導(dǎo)電帶的末端并且從該末端延伸，以及其中，所述第二導(dǎo)電帶的末端以短截線結(jié)束，并且該短截線通過邊緣包封金屬化層連接到基片的笫二表面上的導(dǎo)電接地圖形；其中所述基片被定位在所述孔中，以使得所述印刷探針伸入所述矩形波導(dǎo)通道，并且所述第一和第二導(dǎo)電帶的末端與矩形波導(dǎo)通道的寬壁的內(nèi)表面對(duì)準(zhǔn)。18.如權(quán)利要求17所述的過渡設(shè)備，其中，所述矩形波導(dǎo)通道的一端為封閉端，并且提供探針的背向短路器。19.如權(quán)利要求18所述的過渡設(shè)備，其中，該背向短路器是可調(diào)節(jié)的。20.如權(quán)利要求18所述的過渡設(shè)備，其中，所述矩形波導(dǎo)通道的一端在所述過渡器殼體的配合表面上開口，其中該配合表面能夠與矩形波導(dǎo)法蘭對(duì)接。21.如權(quán)利要求17所述的過渡設(shè)備，其中，所述印刷傳輸線是CPS(共面帶線)。22.如權(quán)利要求17所述的過渡設(shè)備，其中，所述印刷傳輸線是ACPS(非對(duì)稱共面帶線)。23.如權(quán)利要求17所述的過渡設(shè)備，其中，所述印刷傳輸線是CPW(共面波導(dǎo))。24.如權(quán)利要求17所述的過渡設(shè)備，其中，所述孔具有階梯寬度開口，以便實(shí)現(xiàn)所述基片在所述孔和矩形波導(dǎo)通道中的對(duì)準(zhǔn)和定位。25.如權(quán)利要求17所述的過渡設(shè)備，其中，所述基片的第二表面上的導(dǎo)電接地圖形導(dǎo)電地接合到所述過渡器殼體的金屬表面上。26.如權(quán)利要求17所述的過渡設(shè)備，其中，所述基片的第二表面上的導(dǎo)電接地圖形不導(dǎo)電地接合到所述過渡器殼體的金屬表面上。27.如權(quán)利要求17所述的過渡設(shè)備，其中，所述邊緣包封金屬化層與所述金屬過渡器殼體電流隔離。28.如權(quán)利要求17所述的過渡設(shè)備，其中，所述過渡設(shè)備與MMIC集成封裝。29.如權(quán)利要求17所述的過渡設(shè)備，其還包括調(diào)諧腔，該調(diào)諧腔在所述矩形波導(dǎo)通道的與孔相對(duì)的第二寬壁上形成并且與孔對(duì)準(zhǔn)。30.如權(quán)利要求17所述的過渡設(shè)備，其中，所述過渡器殼體由金屬材料塊形成。31.如權(quán)利要求17所述的過渡設(shè)備，其中，所述過渡器殼體由塑料材料形成，該塑料材料具有以金屬材料涂敷的表面。全文摘要提供了用于在微波和毫米波頻率上提供寬帶、高性能的功率耦合的波導(dǎo)-傳輸線過渡器。在一個(gè)方面，過渡設(shè)備(10)包括過渡器殼體(11)，其包括矩形波導(dǎo)通道(C)和貫穿矩形波導(dǎo)通道(C)的寬壁(11a)形成的孔(13)；基片(12)，其具有第一表面和與第一表面相對(duì)的第二表面，以及在第一表面上形成的平面?zhèn)鬏斁€(12a)和平面探針(12b)，其中平面?zhèn)鬏斁€(12a)包括第一導(dǎo)電帶和第二導(dǎo)電帶，其中平面探針(12b)連接到第一導(dǎo)電帶的末端并且從該末端伸出，第二導(dǎo)電帶的末端以短截線結(jié)束，并且其中基片(22)被定位在孔(13)中以使得印刷探針(12b)在偏離寬壁(11a)的中心的位置上伸入矩形波導(dǎo)通道(C)，并且第一和第二導(dǎo)電帶的末端與矩形波導(dǎo)通道(C)的寬壁(11a)的內(nèi)表面對(duì)準(zhǔn)。文檔編號(hào)H03H5/00GK101496279SQ200780011387公開日2009年7月29日申請(qǐng)日期2007年1月23日優(yōu)先權(quán)日2006年3月31日發(fā)明者B·P·高切爾,J·格利茲布,T·M·茲維克,U·R·普法伊費(fèi)爾,劉兌現(xiàn)申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司