本發(fā)明涉及新型基片集成間隙波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，屬于電子技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著電子技術(shù)領(lǐng)域的高速發(fā)展，波導(dǎo)元件的小型化已成為一種趨勢。間隙波導(dǎo)作為標(biāo)準(zhǔn)的金屬波導(dǎo)的一個平面化解決方案被提出來。目前，已經(jīng)有三種結(jié)構(gòu)的間隙波導(dǎo)：微帶間隙線波導(dǎo)、脊凹槽波導(dǎo)和脊間隙波導(dǎo)。微帶間隙波導(dǎo)傳輸頻帶較窄；脊凹槽波導(dǎo)不太便于推廣；脊間隙波導(dǎo)帶寬較寬，無空腔諧振，不需要封裝，但不便于集成。

近年來，由于基片集成波導(dǎo)（SIW）具有低剖面、小尺寸和易于平面集成等特性，使之在無源器件設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用,出現(xiàn)了大量基于SIW的濾波器、功分器、天線及直線陣列。但是，基片集成波導(dǎo)（SIW）在工作頻帶內(nèi)會引起非常高的特性阻抗，這樣就會與電路系統(tǒng)發(fā)生沖突，因此需要一個復(fù)雜的過渡結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。

如果將上述的脊間隙波導(dǎo)和基片集成波導(dǎo)（SIW）結(jié)合在一起，無疑可以解決脊間隙波導(dǎo)的集成問題，若能同時(shí)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的特性阻抗，則不需要復(fù)雜的過渡結(jié)構(gòu)。本發(fā)明首次將脊間隙波導(dǎo)和基片集成波導(dǎo)（SIW）結(jié)合，提出了一種新型基片集成間隙波導(dǎo)結(jié)構(gòu),解決了脊間隙波導(dǎo)的集成問題以及基片集成波導(dǎo)（SIW）的阻抗匹配問題。

本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種新型基片集成間隙波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，經(jīng)文獻(xiàn)檢索，未見與本發(fā)明相同的公開報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對背景技術(shù)存在的缺陷，設(shè)計(jì)出一種新型基片集成間隙波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的新型基片集成間隙波導(dǎo)結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括：介質(zhì)板（1），介質(zhì)板（2），金屬過孔（3、5），金屬圓形貼片（4），微帶線（6、9）和漸變線（7、8）；其中：

a. 介質(zhì)板（1）為長方體，也稱為過孔層介質(zhì)板；在介質(zhì)板（1）的上表面涂有金屬層；介質(zhì)板（1）的下表面涂有金屬圓形貼片（4），下表面的中間位置有微帶線（6）；在介質(zhì)板（1）的中間位置打一排周期性的過孔（5），過孔（5）和微帶線（6）組成微帶脊結(jié)構(gòu)（5、6）；在過孔（5）的兩側(cè)分別打3排周期性的過孔（3）；周期性的過孔（3）和附在其下的金屬圓形貼片（4）組成EBG結(jié)構(gòu)（3、4），EBG結(jié)構(gòu)（3、4）對稱位于微帶脊（5、6）的兩側(cè)；過孔（5）的周期比EBG結(jié)構(gòu)（3、4）的周期略大；

b. 介質(zhì)板（2）為長方體，也稱為間隙層介質(zhì)板；在介質(zhì)板（2）上表面中間位置有微帶線（9）和漸變線（7、8），介質(zhì)板（2）下表面涂有金屬層；

c. 介質(zhì)板（1）與介質(zhì)板（2）粘合在一起, 粘和時(shí)介質(zhì)板（1）下表面的微帶線（6）與介質(zhì)板（2）上表面的微帶線（9）重合；

如上所述介質(zhì)板（1）與介質(zhì)板（2）粘和在一起形成本發(fā)明的新型基片集成間隙波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。

如上所述介質(zhì)板（1）與介質(zhì)板（2）使用不同的介質(zhì)材料，介質(zhì)板（1）的介電常數(shù)大于介質(zhì)板（2）的介電常數(shù)，以降低工作頻率和插入損耗；介質(zhì)板（2）用做間隙層，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的間隙高度；介質(zhì)板（2）上表面中間位置放置的漸變線（7、8）使基片集成間隙波導(dǎo)的特性阻抗隨頻率變化保持穩(wěn)定，便于集成；

根據(jù)需要，如上所述的EBG結(jié)構(gòu)（3、4）可以采用不同的排數(shù)；

如上所述的EBG結(jié)構(gòu)（3、4）在諧振頻率附近表現(xiàn)為高阻狀態(tài)，而且對入射電磁波具有同相反射作用，可以防止能量外泄，避免外部電磁場的干擾。

如上所述的新型基片集成間隙波導(dǎo)具有準(zhǔn)TEM模式，可實(shí)現(xiàn)更簡單的傳輸以及更好的性能。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、具有小尺寸，低剖面，易集成，易加工，制造成本低；

2、低損耗，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，傳輸性能好；

3、具有較寬的工作帶寬，工作頻率范圍為25.4GHz-48.77GHz。

附圖說明

圖1為本發(fā)明基片集成間隙波導(dǎo)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明過孔層介質(zhì)板（1）的上表面圖。

圖3為本發(fā)明過孔層介質(zhì)板（1）的下表面圖。

圖4為本發(fā)明間隙層介質(zhì)板（2）的上表面圖。

圖5為本發(fā)明間隙層介質(zhì)板（2）的下表面圖。

圖6為本發(fā)明基片集成間隙波導(dǎo)結(jié)構(gòu)正視圖。

圖7為本發(fā)明基片集成間隙波導(dǎo)的S11和S21仿真和測試圖。

圖8為本發(fā)明基片集成間隙波導(dǎo)的S21仿真和測試圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的新型基片集成間隙波導(dǎo)結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括：介質(zhì)板（1），介質(zhì)板（2），金屬過孔（3、5），金屬圓形貼片（4），微帶線（6、9）和漸變線（7、8）；其中：

a. 介質(zhì)板（1）為長方體，也稱為過孔層介質(zhì)板；在介質(zhì)板（1）的上表面涂有金屬層；介質(zhì)板（1）的下表面涂有金屬圓形貼片（4），下表面的中間位置有微帶線（6）；在介質(zhì)板（1）的中間位置打一排周期性的過孔（5），過孔（5）和微帶線（6）組成微帶脊結(jié)構(gòu)（5、6）；在過孔（5）的兩側(cè)分別打3排周期性的過孔（3）；周期性的過孔（3）和附在其下的金屬圓形貼片（4）組成EBG結(jié)構(gòu)（3、4），EBG結(jié)構(gòu)（3、4）對稱位于微帶脊（5、6）的兩側(cè)；過孔（5）的周期比EBG結(jié)構(gòu)（3、4）的周期略大；

b. 介質(zhì)板（2）為長方體，也稱為間隙層介質(zhì)板；在介質(zhì)板（2）上表面中間位置有微帶線（9）和漸變線（7、8），介質(zhì)板（2）下表面涂有金屬層；

c. 介質(zhì)板（1）與介質(zhì)板（2）粘合在一起, 粘和時(shí)介質(zhì)板（1）下表面的微帶線（6）與介質(zhì)板（2）上表面的微帶線（9）重合；

如上所述介質(zhì)板（1）與介質(zhì)板（2）粘和在一起形成本發(fā)明的新型基片集成間隙波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。

如上所述介質(zhì)板（1）與介質(zhì)板（2）使用不同的介質(zhì)材料，介質(zhì)板（1）的介電常數(shù)大于介質(zhì)板（2）的介電常數(shù)，以降低工作頻率和插入損耗；介質(zhì)板（2）用做間隙層，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的間隙高度；介質(zhì)板（2）上表面中間位置放置的漸變線（7、8）使基片集成間隙波導(dǎo)的特性阻抗隨頻率變化保持穩(wěn)定，便于集成；

根據(jù)需要，如上所述的EBG結(jié)構(gòu)（3、4）可以采用不同的排數(shù)；

如上所述的EBG結(jié)構(gòu)（3、4）在諧振頻率附近表現(xiàn)為高阻狀態(tài)，而且對入射電磁波具有同相反射作用，可以防止能量外泄，避免外部電磁場的干擾。

如上所述的新型基片集成間隙波導(dǎo)具有準(zhǔn)TEM模式，可實(shí)現(xiàn)更簡單的傳輸以及更好的性能。

本發(fā)明基片集成間隙波導(dǎo)結(jié)構(gòu)具有很好的緊湊性，介質(zhì)板（1）采用介電常數(shù)為6.15、損耗角正切為0.0027的RT/Duroid 6006介質(zhì)材料，尺寸為19.184mm*9.088mm*0.635mm，介質(zhì)板（2）采用介電常數(shù)為2.94和損耗角正切為0.0012的RT/Duroid 6002介質(zhì)材料，尺寸為26.984mm*9.088mm*0.254mm。圖6和圖7所示的仿真和測試結(jié)果表明，在毫米波頻段25.40GHz-48.77GHz內(nèi)，本發(fā)明的新型基片集成間隙波導(dǎo)具有S11小于-15dB，大部分小于-20dB的阻抗特性，和 S21大于-1.2dB，大部分大于-0.6dB的傳輸特性，是一種尺寸小、結(jié)構(gòu)簡單、便于集成的寬帶低耗基片集成間隙波導(dǎo)。