一种毫米波波导同轴微带转换结构的制作方法

1.本实用新型涉及波导同轴转换技术领域，尤其涉及一种毫米波波导同轴微带转换结构。


背景技术：

2.在毫米波系统中，为了减小传播损耗和抑制高次模，波导系统取代了同轴系统，直接与微带电路连接。矩形波导因其具有功率容量大、损耗小、无辐射损耗、q值高等特点在微波、毫米波电路和系统中广泛应用在长距离传输系统中，因此波导微带转换成为毫米波系统中一种非常重要的器件结构，其关键指标驻波与插损直接影响系统的各项参数，如噪声系数、功率等。目前矩形波导-微带的过渡结构很多，其中的典型形式有：矩形波导-对极鳍线-微带过渡、矩形波导-脊波导-微带过渡、矩形波导-微带探针过渡等，这些过渡转换电路都是基于矩形波导内电场激励的方式，完成矩形波导和微带线两者主模之间电磁场模式转换，从而实现电磁信号在两种不同传播媒介之间进行传输。在高频大功率场合，特别是毫米波频段的功放组件，为了满足低损耗，射频接口往往都是波导形式。
3.由于半导体工艺通过在某种衬底材料上生长外延，经过光刻、腐蚀等方法在很小的面积内制作出需要的元器件与电路，因此，通过该方式生产出来的芯片均为裸片。裸芯片不能长期暴露在外部潮湿、高尘的环境中，需要进行不同形式的封装。由于毫米波电路尺寸小，对加工精度要求高，并且现今对电子设备元器件小型化的要求，毫米波组件中将大量使用无封装的裸芯片。矩形波导为开放/半开放结构，外部湿气与杂质等会通过波导腔进入到组件内，进而影响裸芯片的可靠性。因此组件的气密性防止外部湿气与杂志影响组件内元器件，可提高芯片长期使用的可靠性。


技术实现要素：

4.本实用新型为了解决上述技术问题提供一种毫米波波导同轴微带转换结构。
5.为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
6.一种毫米波波导同轴微带转换结构，包括矩形波导腔、射频绝缘子、空气同轴和微带线，所述微带线位于微带空气腔中，所述射频绝缘子包括绝缘子外导体和贯穿绝缘子外导体轴线的绝缘子内导体，所述绝缘子内导体的一端穿过矩形波导腔的侧壁在矩形波导腔内连接有同轴圆柱，绝缘子内导体的另一端穿过空气同轴并通过金带连接微带线，绝缘子外导体的右端通过空气同轴的左端定位，烧结在微带空气腔上，所述绝缘子外导体的左端与矩形波导腔的侧壁齐平。
7.进一步的，所述绝缘子内导体穿过的矩形波导腔与矩形波导的输入口位于相邻的侧面。
8.进一步的，所述矩形波导为减高波导。
9.进一步的，其特征在于：所述金带包裹绝缘子内导体的另一端。
10.进一步的，所述金带与微带线的连接方式为压接或者焊接。
11.进一步的，所述微带线为介质板表面的覆铜带。
12.进一步的，所述微带空气腔为空心的矩形金属腔体。
13.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
14.1、本实用新型结构紧凑、频带宽、密封性好、可以满足实际工程密封要求；
15.2、本实用新型减高波导阻抗更小，更易于转换后在微带线上进行阻抗匹配；
16.3、本实用新型通过裹金带的方式连接绝缘子内导体与微带线，相较于金丝更能控制相同组件之间的阻抗与相位一致性。
附图说明
17.图1是本实用新型的结构透视示意图；
18.图2是本实用新型的平面透视示意图；
19.图3是插入损耗仿真结果图；
20.图4是回波损耗仿真结果图；
21.图5是输入驻波仿真结果图；
22.附图标识：1-矩形波导腔、2-波导短路面、3-输入口、4-同轴圆柱、5-绝缘子内导体、6-绝缘子外导体、7-空气同轴、8-金带、9-微带空气腔、10-微带线、11-介质板。
具体实施方式
23.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
24.实施例一
25.如图1、2所示，本实用新型公开的一种毫米波波导同轴微带转换结构，包括矩形波导腔1、射频绝缘子、空气同轴7和微带线10，所述微带线10位于微带空气腔9中，所述射频绝缘子包括绝缘子外导体6和贯穿绝缘子外导体6轴线的绝缘子内导体5，所述绝缘子内导体5的一端穿过矩形波导腔1的侧壁在矩形波导腔1内连接有同轴圆柱4，绝缘子内导体5的另一端穿过空气同轴7并通过金带8连接微带线10，绝缘子外导体6的右端通过空气同轴7的左端定位，烧结在微带空气腔9上，所述绝缘子外导体6的左端与矩形波导腔1的侧壁齐平。
26.所述绝缘子内导体5穿过的矩形波导腔1与矩形波导的输入口3位于相邻的侧面。所述矩形波导腔体1的顶面为波导短路面2，底面为矩形波导的输入口3。射频信号从输入口3进入后，通过波导短路面2的反射在同轴圆柱4中心处，形成电场的最强波腹。
27.同轴圆柱4和空气同轴7均用于传导电磁信号。
28.所述矩形波导为减高波导。
29.所述金带8包裹绝缘子内导体5的另一端，通过压制成型使其固定于绝缘子内导体5的右端。
30.所述金带8与微带线10的连接方式为压接或者焊接。
31.所述微带线10为介质板11表面的覆铜带。介质板11设置于微带空气腔9内腔的底面，介质板11为rogers 5880，所述微带线10是由支在介质板11上的单一导体带构成的微波传输线。
32.所述微带空气腔9为空心的矩形金属腔体。
33.所述矩形波导腔体1和微带空气腔9均为空心的铝合金材质。
34.实施例二
35.在实施例一的基础上，本实施例提出了一种毫米波波导同轴微带转换结构的具体实施流程。
36.所述具体实施原理流程如下:
37.射频信号从减高波导口进入，通过波导短路面反射在同轴圆柱中心处，形成电场的最强波腹。通过绝缘子内导体将射频信号传输到微带空气腔中的微带线上，完成矩形波导和微带线两者之间电磁场的模式转换，从而实现电磁信号在两种不同传输媒介之间进行传输。本实施例结构紧凑、频带宽、密封性好、可以满足实际工程密封要求。
38.减高波导阻抗更小，更易于转换后在微带线上进行阻抗匹配。通过裹金带的方式连接绝缘子内同轴与微带线，相较于金丝更能控制相同组件之间的阻抗与相位一致性。
39.如图3、4、5所示，通过仿真结果表明，在26ghz~44ghz的频率范围内，插入损耗小于0.1db，驻波小于1.2。
40.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
41.本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“直径”“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示方位或位置关系为基准与附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
42.当然，本实用新型还可有其它多种实施方式，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。