[实用新型]半模基片集成波导90度三分贝定向耦合器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种毫米波与微波器件，尤其涉及一种半模基片集成波导90度三分贝定向耦合器。

背景技术

在现有的毫米波与微波器件中，能实现90度相位差输出的定向耦合器主要有两种形式：微带形式和波导形式；前者在高频率条件下，辐射损耗大，后者虽然性能较好，但加工难度大、成本高。近年来借助印刷电路板(PCB)工艺实现的基片集成波导(SIW)的90度三分贝定向耦合器性能优良，但由于PCB板厚度有限，SIW结构的宽高比较大，设计的器件的面积也较可观.因此在SIW的基础之上作出进一步改进，设计出具有尺寸更小、损耗更低、性能更好的定向耦合器，具有重要现实意义。

发明内容

本实用新型提供一种尺寸小、损耗低、成本低、易集成、性能好的半模基片集成波导90度三分贝定向耦合器。

本实用新型采用如下技术方案：

一种涉及毫米波与微波器件的半模基片集成波导90度三分贝定向耦合器，包括双面设有金属贴片的介质基片，在其中一面金属贴片上设有输入端、输出端、隔离端和耦合端在输入端、输出端与隔离端、耦合端之间设有成行排列的金属化通孔和耦合缝。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

1.低损耗；由于该半模基片集成波导(HMSIW)结构中的上、下金属敷层和中间的金属化通孔，从基片集成波导技术演化而来，保留了基片集成波导固有的低损耗特性，同时由于该半模基片集成波导的宽高比相对SIW更小，因此电磁波在传播过程因介质的非理想性而产生的损耗更小，因而具有更佳的低损耗特性.

2.低成本；由于该半模基片集成波导(HMSIW)结构仅由单层介质板外加上、下两层金属敷层和中间的金属化通孔构成，所以可以采用目前非常成熟的单层印刷电路板(PCB)生产工艺来生产，成本十分低廉

3.加工难度低，易于大规模生产；传统的矩形金属波导对加工精度要求非常高，加工难度大，故不可能大规模生产。而该半模基片集成波导(HMSIW)结构采用单层印刷电路板(PCB)生产工艺就可能达到要求的精度并有满意的性能，所以能够大规模生产，加工难度也较低。

4.尺寸小，易于集成；与相同工作频段的基片集成波导耦合器相比，在尺寸上缩减近50％。同时该半模基片集成波导(HMSIW)结构采用单层印刷电路板(PCB)工艺生产，所以可以作为印刷电路板的一部分被集成到大规模电路中去，与传统的波导耦合器相比，尺寸更小，集成度更高，避免了很多设计上的麻烦。

5.器件上、下表面均有金属覆盖，抗干扰能力强。

6.耦合器工作频带内的带内耦合度高。

7.耦合器的输出端与耦合端之间能相位差波动小。

附图说明

图1是本实用新型的结构主视图。

图2是本实用新型的结构侧视图。

图3是本实用新型的结构后视图。

图4是本实用新型的金属化通孔的结构示意图。

图5是本实用新型耦合性能对比曲线图。

图6是本实用新型驻波性能与隔离性能曲线图。

图7是本实用新型输出相位性能曲线图。 

具体实施方式

本实施例所述的一种涉及毫米波与微波器件的半模基片集成波导90度三分贝定向耦合器。

参照图2，本实施例包括双面覆有金属贴片2、3的介质基片1；

参照图1和图3，在其中一面金属贴片2上设有输入端41、输出端42、隔离端51和耦合端52，在输入端41、输出端42与隔离端51、耦合端52之间设有成行排列的金属化通孔和耦合缝6。这样的结构，在双面覆有金属贴片2、3的介质基片1上形成了2个半模基片集成波导4、5，在其中一个半模基片集成波导4的两端分别设有输入端41和输出端42，在另一个半模基片集成波导5的两端分别设有隔离端51和耦合端52，上述两个半模基片集成波导4、5共用由一排金属化通孔构成的分隔条带，其上还设有耦合缝6，上述金属化通孔是在介质基片上开设通孔，在通孔内壁上设置金属套7并将金属套与覆于介质基片双侧的金属贴片连接起来。

参照图4，金属化通孔是在双面覆有金属箔2、3的介质基片1开设通孔，在通孔内设置金属套7，且该金属套7的两端分别与金属贴片2、3连接。

参照图5，显示耦合器耦合性能的S21与S31曲线在工作频带内的仿真与测试数据对比。两条测试曲线的值在4.0分贝±0.5分贝内时对应的频带从10.8GHz至13.6GHz；同时测试与仿真的结果吻合得很好，因此该半模基片集成的功率平衡度较好。