一種微帶到基片集成波導的平衡式過渡電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，更具地說，涉及一種微帶到基片集成波導的平衡式過渡電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在微波毫米波的商業(yè)和軍事通信系統(tǒng)中，微帶和基片集成波導為能夠有效地在各種模塊之間傳輸高頻信號的兩種常用的傳輸線。微帶傳輸線路通常用于連接多個有源電路的模塊包括晶體管、單片微波集成電路(MMIC)以及各種表面安裝的組件。而基片集成波導由于兼具金屬波導Q值高、損耗低和功率容量大的特點，同時又易于加工和平面集成，成為天線饋電網(wǎng)絡、高品質(zhì)因數(shù)濾波器等的低損耗傳輸線的首選。
[0003]在一個系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)設計，使用不同類型的傳輸線是有利的，如微帶線和基片集成波導共存的模塊。在這方面，當基片集成波導模塊連接到微帶模塊時就需要一個微帶到基片集成波導的過渡器件。在許多應用中，這些過渡器件被安裝在多層面板的表面?；谄矫婊?、易于制造以及尺寸緊湊的寬帶微帶-基片集成波導過渡設計非常重要。
[0004]平衡式電路由于其電路形式的對稱性和信號的反相特性而受到越來越多的研宄和關(guān)注。與傳統(tǒng)的單端微波電路相比，平衡式電路的優(yōu)點包括:諧波抑制、高線性度、抗干擾能力強(通常外界噪聲都是共模信號)、高可靠性和高輸出功率(兩個差分電路的功率合成)等。因此，在當前的微波單片集成電路(MMIC)和射頻集成電路(RFIC)中，平衡/差分模式被廣泛采用。因此非常有必要開發(fā)微帶-基片集成波導的平衡式過渡設計，以用于平衡式電路中。
[0005]傳統(tǒng)的微帶到基片集成波導的平衡式過渡設計大都是由不同形式的探針饋電來構(gòu)成的，但是由于探針饋電需要一定的長度，這使得基板厚度比較厚。而對于工作帶寬來說，此類設計中較好的工作帶寬為17 %，對共模抑制這方面的性能沒有進行評估。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對傳統(tǒng)的探針饋電來實現(xiàn)微帶到基片集成波導的過渡，造成基板厚度大的缺陷，且對基板的厚度要求嚴格，造成基板選擇的不方便的情況，提供一種微帶到基片集成波導的平衡式過渡電路，實現(xiàn)了差分信號從微帶傳輸線到基片集成波導傳輸?shù)亩鄬赢惷孢^渡，簡化了電路結(jié)構(gòu)，減少厚度，且易于制造，增加了差模帶寬，共模抑制效果好，抗干擾能力強以及可靠性高。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是:提供一種微帶到基片集成波導的平衡式過渡電路，包括第一介質(zhì)基板、第二介質(zhì)基板、第一金屬貼片以及第二金屬貼片；所述過渡電路還包括對稱設置于所述第一介質(zhì)基板上表面兩端的輸入輸出傳輸線組，每個所述輸入/輸出傳輸線組包括鏡像設置的兩條輸入/輸出傳輸線以及與兩條輸入/輸出傳輸線一一對應連接的兩個低阻抗諧振器；所述第二介質(zhì)基板上設置有多個第一金屬化通孔以構(gòu)成基片集成波導，所述第二介質(zhì)基板的上表面設置有第一金屬貼片以構(gòu)成輸入輸出傳輸線的地，且所述第一金屬貼片的兩端分別對稱設置有兩個U型槽，U型槽作為U型諧振器，所述第二金屬貼片設置于所述第二介質(zhì)基板的下表面以構(gòu)成基片集成波導的地；所述第一介質(zhì)基板的下表面與所述第二介質(zhì)基板的上表面連接。
[0008]優(yōu)選地，多個第一金屬化通孔圍成矩形。
[0009]優(yōu)選地，所述第二介質(zhì)基板上還包括由多個第二金屬化通孔構(gòu)成的感性窗。
[0010]優(yōu)選地，所述感性窗位于多個第一金屬化通孔圍成矩形的中心。
[0011]優(yōu)選地，所述感性窗為矩形，由分別位于矩形四個頂點的四組第二金屬化通孔組成，每組中包括兩個第二金屬化通孔。
[0012]優(yōu)選地，設置在所述第一金屬貼片的同一端的兩個U型槽的中心相距半個波長。
[0013]本發(fā)明的微帶到基片集成波導的平衡式過渡電路具有以下有益效果:平衡式設計的輸入/輸出傳輸線與平衡式設計的U型槽進行耦合，平衡式設計的U型槽又與基片集成波導耦合，實現(xiàn)了差分信號從微帶傳輸線到基片集成波導傳輸?shù)亩鄬赢惷娴钠胶馐竭^渡，這種使用U型槽耦合替代探針對基片集成波導進行饋電的方式，簡化了電路結(jié)構(gòu)，減少了厚度，且易于制造。
[0014]另外，由于每組U型槽中兩U型槽的中心間距為半個波長，一組輸入或輸出傳輸線的信號通過相距半波長的U型槽饋入到基片集成波導，使得差分信號通過，共模信號被抑制，提高了對環(huán)境噪聲的免疫力。
[0015]再者，通過在基片集成波導中增加金屬化通孔構(gòu)成的感性窗，增加差模響應的帶寬。同時評估了共模信號的抑制能力，具有較好的共模抑制效果。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的微帶到基片集成波導的平衡式過渡電路100第一實施例的三維結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本發(fā)明的微帶到基片集成波導的平衡式過渡電路100第一實施例的側(cè)視圖；
[0018]圖3為本發(fā)明的微帶到基片集成波導的平衡式過渡電路100第一實施例中第一介質(zhì)基板上表面上電路的拓撲結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖4為本發(fā)明的微帶到基片集成波導的平衡式過渡電路100第一實施例中第一金屬貼片的拓撲結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖5為本發(fā)明的微帶到基片集成波導的平衡式過渡電路100第一實施例中基片集成波導的拓撲結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖6為本發(fā)明的微帶到基片集成波導的平衡式過渡電路100第一示例的仿真結(jié)果圖。
【具體實施方式】
[0022]以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的解釋說明。
[0023]圖1為本發(fā)明的微帶到基片集成波導的平衡式過渡電路100第一實施例的三維結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，在本實施例中，過渡電路100包括第一介質(zhì)基板1、第二介質(zhì)基板2、第一金屬貼片3、第二金屬貼片4、四條輸入輸出傳輸線5、四個低阻抗諧振器6。
[0024]四條輸入/輸出傳輸線5兩兩一組對稱設置于第一介質(zhì)基板I上表面的兩端，且每組中的兩條輸入/輸出傳輸線5鏡像設置(即平衡式設計)，輸入/輸出傳輸線5與低阻抗諧振器6 對應連接。
[0025]第二介質(zhì)基板2上設置有多個第一金屬化通孔7，從而構(gòu)成基片集成波導，多個第一金屬化通孔7均勻分布，圍成一個矩形。第二介質(zhì)基板2的上表面上設置有第一金屬貼片3，第一金屬貼片3為第一介質(zhì)基板I上表面上設置的輸入/輸出傳輸線5的地，第一金屬貼片3上開設了四個U型槽8，U型槽8作為U型諧振器使用，兩個U型槽8為一組，兩組U型槽8對稱設置于第一金屬貼片3的兩端(平衡式設計)，每組中兩U型槽8的中心間距為半個波長。
[0026]另外，在多個第一金屬化通孔7圍成的矩形的中心位置還設置有由多個第二金屬化通孔9構(gòu)成的感性窗，優(yōu)選地，感性窗為矩形，且由設置在其四個頂點的四組第二金屬化通孔9組成，每組中包括兩個第二金屬化通孔9。
[0027]第二金屬貼片4設置于第二介