一種帶金屬隔板的帶狀線和基片集成波導(dǎo)的一體化結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微波通信領(lǐng)域，具體涉及一種帶金屬隔板的帶狀線和基片集成波導(dǎo)的一體化結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]基片集成波導(dǎo)(Substrate integrated wave guide，SIW)是上世紀(jì)90年代提出的一種新型的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，其基本結(jié)構(gòu)為在低損耗介質(zhì)基板上下兩面覆以金屬層，基板兩側(cè)加以金屬化通孔而成。SIW兼有矩形波導(dǎo)和微帶線的優(yōu)點(diǎn)，即具有低輻射、低插損、高Q值、高功率容量、小型化和易于集成等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)能通過(guò)現(xiàn)有的PCB或LTCC工藝來(lái)制作。SIW能同時(shí)將無(wú)源器件、有源器件和天線等通信系統(tǒng)器件集成在同一襯底，無(wú)需進(jìn)行不同工藝制得的器件之間的轉(zhuǎn)換，可有效減少損耗和寄生現(xiàn)象，使無(wú)源器件和有源器件實(shí)現(xiàn)良好的連接和集成。因此在微波、毫米波通信器件和系統(tǒng)開(kāi)發(fā)研究領(lǐng)域受到了越來(lái)越多的關(guān)注。
[0003]而帶狀線是一種平面?zhèn)鬏斁€，具有體積小、重量輕、價(jià)格低廉、可靠性高、性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，可與微波固體芯片器件配合使用，得到混合微波集成電路和單片微波集成電路。這些電路系統(tǒng)與基于SIW的微波器件互相連接時(shí)，帶狀線與SIW之間的匹配性能較差，信號(hào)的損耗較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對(duì)【背景技術(shù)】存在的缺陷，提出了一種帶金屬隔板的帶狀線和基片集成波導(dǎo)的一體化結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了帶狀線和基片集成波導(dǎo)之間良好的匹配，減小了回波損耗和插入損耗，解決了帶狀線與SIW連接時(shí)損耗較大的問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]—種帶金屬隔板的帶狀線和基片集成波導(dǎo)的一體化結(jié)構(gòu)，包括依次層疊的第一金屬層、第一介質(zhì)層、第二金屬層、第二介質(zhì)層和第三金屬層;所述第一介質(zhì)層上設(shè)置有兩排相互平行的金屬化通孔并且所述金屬化通孔貫穿第一金屬層、第一介質(zhì)層和第二金屬層；所述第二介質(zhì)層中設(shè)置一個(gè)金屬隔板，以將第二介質(zhì)層隔斷，所述金屬隔板垂直于傳輸方向。
[0007]進(jìn)一步地，所述第一介質(zhì)層、第二介質(zhì)層材料為PCB板。
[0008]進(jìn)一步地，所述第一金屬層、第二金屬層和第三金屬層為銅、金等金屬薄膜。
[0009]進(jìn)一步地，所述金屬隔板為銅、金等金屬薄膜。
[0010]進(jìn)一步地，所述第一金屬層、第二金屬層、第三金屬層的厚度為0.01mm。
[0011]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明提出了一種帶金屬隔板的帶狀線和基片集成波導(dǎo)的一體化結(jié)構(gòu)，垂直于傳輸方向設(shè)置的金屬隔板能有效阻止信號(hào)在第二介質(zhì)層中的傳輸，使信號(hào)通過(guò)第一介質(zhì)層即SIW結(jié)構(gòu)傳輸，有效提高了傳輸性能;且本發(fā)明一體化結(jié)構(gòu)減小了插入損耗和回波損耗。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明帶金屬隔板的帶狀線和基片集成波導(dǎo)的一體化結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本發(fā)明帶金屬隔板的帶狀線和基片集成波導(dǎo)的一體化結(jié)構(gòu)沿A-A’面的剖視圖；I為第一介質(zhì)層，2為第二介質(zhì)層，3為金屬隔板，4為金屬化通孔；
[0014]圖3為本發(fā)明帶金屬隔板的帶狀線和基片集成波導(dǎo)的一體化結(jié)構(gòu)中第二金屬層的俯視圖；
[0015]圖4為對(duì)比例不帶金屬隔板的帶狀線和基片集成波導(dǎo)的一體化結(jié)構(gòu)的回波損耗測(cè)試曲線；
[0016]圖5為實(shí)施例帶金屬隔板的帶狀線和基片集成波導(dǎo)的一體化結(jié)構(gòu)的回波損耗測(cè)試曲線；
[0017]圖6為對(duì)比例不帶金屬隔板的帶狀線和基片集成波導(dǎo)的一體化結(jié)構(gòu)的插入損耗測(cè)試曲線；
[0018]圖7為實(shí)施例帶金屬隔板的帶狀線和基片集成波導(dǎo)的一體化結(jié)構(gòu)的插入損耗測(cè)試曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，詳述本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0020]實(shí)施例
[0021 ] 一種帶金屬隔板的帶狀線和基片集成波導(dǎo)的一體化結(jié)構(gòu)，自下而上依次為第一金屬層、第一介質(zhì)層1、第二金屬層、第二介質(zhì)層2和第三金屬層;所述第一金屬層和第二金屬層設(shè)置于第一介質(zhì)層的下表面和上表面，所述第一介質(zhì)層設(shè)置有兩排相互平行的金屬化通孔4并且所述金屬化通孔貫穿第一金屬層、第一介質(zhì)層和第二金屬層;所述第二介質(zhì)層中設(shè)置一個(gè)金屬隔板3，以將第二介質(zhì)層隔斷，所述金屬隔板垂直于傳輸方向，所述金屬隔板的高度等于第二介質(zhì)層的厚度、寬度等于第二介質(zhì)層的寬度，所述金屬隔板與第二金屬層和第三金屬層連接。
?0022] 進(jìn)一步地，所述第一介質(zhì)層采用高頻雙面覆銅介質(zhì)板Rogers R03010，其相對(duì)介電常數(shù)= 10.2，損耗正切為0.0023，介質(zhì)厚度h = 6mm;采用SIW和矩形波導(dǎo)的等效公式，確定第一介質(zhì)層中金屬化通孔間距P = 2mm，金屬化通孔直徑D = 0.4mm，兩排金屬化通孔間距W =20mm ο
[0023]進(jìn)一步地，所述第二介質(zhì)層采用RogersRT5880介質(zhì)基板，其相對(duì)介電常數(shù)er =2.1，損耗正切為0.0009，厚度為2mm。
[0024]進(jìn)一步地，所述第一金屬層、第二金屬層和第三金屬層為0.0lmm厚的銅;所述金屬隔板為0.0lmm厚的銅，且金屬隔板設(shè)置于第一介質(zhì)層的中間，將第二介質(zhì)層隔斷為相同的兩部分。
[0025]如圖3所示，為第二金屬層、一體化結(jié)構(gòu)的輸入匹配結(jié)構(gòu)和輸出匹配結(jié)構(gòu)的俯視圖，其中，輸入匹配結(jié)構(gòu)為一個(gè)梯形過(guò)渡結(jié)構(gòu)，其連接帶狀線輸入端的寬度W5q ? 4mm，連接SIW端口的寬度Wsiw ? 6mm，帶狀線輸入端和SIW端口之間的距離L = 5.91mm;輸入匹配結(jié)構(gòu)和輸出匹配結(jié)構(gòu)為互易的。
[0026]對(duì)比例
[0027]對(duì)比例與實(shí)施例的區(qū)別在于，所述第二介質(zhì)層中未設(shè)置金屬隔板，其余與實(shí)施例相同。
[0028]圖4和圖6分別為對(duì)比例不帶金屬隔板的帶狀線和基片集成波導(dǎo)的一體化結(jié)構(gòu)的回波損耗測(cè)試曲線和插入損耗測(cè)試曲線，圖5和圖7分別為實(shí)施例帶金屬隔板的帶狀線和基片集成波導(dǎo)的一體化結(jié)構(gòu)的回波損耗測(cè)試曲線和插入損耗測(cè)試曲線；由圖4、5、6、7可知，實(shí)施例一體化結(jié)構(gòu)在3.25Hz到4.5Hz范圍內(nèi)，插入損耗小于0.24dB，回波損耗大于30dB，回波損耗相對(duì)于對(duì)比例的一體化結(jié)構(gòu)減小了約I OdB。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種帶金屬隔板的帶狀線和基片集成波導(dǎo)的一體化結(jié)構(gòu)，包括依次層疊的第一金屬層、第一介質(zhì)層、第二金屬層、第二介質(zhì)層和第三金屬層;所述第一介質(zhì)層上設(shè)置有兩排相互平行的金屬化通孔并且所述金屬化通孔貫穿第一金屬層、第一介質(zhì)層和第二金屬層;所述第二介質(zhì)層中設(shè)置一個(gè)金屬隔板，以將第二介質(zhì)層隔斷，所述金屬隔板垂直于傳輸方向。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶金屬隔板的帶狀線和基片集成波導(dǎo)的一體化結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一介質(zhì)層、第二介質(zhì)層材料為PCB板。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶金屬隔板的帶狀線和基片集成波導(dǎo)的一體化結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一金屬層、第二金屬層和第三金屬層為銅薄膜或金薄膜。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶金屬隔板的帶狀線和基片集成波導(dǎo)的一體化結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬隔板為銅或金。
【專(zhuān)利摘要】一種帶金屬隔板的帶狀線和基片集成波導(dǎo)的一體化結(jié)構(gòu)，屬于微波通信領(lǐng)域。包括依次層疊的第一金屬層、第一介質(zhì)層、第二金屬層、第二介質(zhì)層和第三金屬層；所述第一介質(zhì)層上設(shè)置有兩排相互平行的金屬化通孔并且所述金屬化通孔貫穿第一金屬層、第一介質(zhì)層和第二金屬層；所述第二介質(zhì)層中設(shè)置一個(gè)金屬隔板，以將第二介質(zhì)層隔斷，所述金屬隔板垂直于傳輸方向。本發(fā)明垂直于傳輸方向設(shè)置的金屬隔板能有效阻止信號(hào)在第二介質(zhì)層中的傳輸，使信號(hào)通過(guò)第一介質(zhì)層即SIW結(jié)構(gòu)傳輸，有效提高了傳輸性能；且本發(fā)明一體化結(jié)構(gòu)減小了插入損耗和回波損耗。
【IPC分類(lèi)】H01P3/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105680131
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610040497
【發(fā)明人】鄧龍江, 梁新鵬, 汪曉光, 陳良, 李麗華, 董師伶, 梁迪飛, 劉翰林
【申請(qǐng)人】電子科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2016年1月21日