[发明专利]新型基片集成波导与矩形波导的转换装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种导波结构之间的相互转换装置，具体地说，是涉及一种基片集成波导与矩形波导的转换装置。 

背景技术

基片集成波导作为一种新型的导波结构，有着低损耗、高Q值、低成本和高密度平面集成微波毫米波电路及其子系统的优点。由于微波毫米波的其它导波结构(如微带线、槽线、共面线、矩形波导等)也经常得到使用，因此人们在使用基片集成波导这种导波结构的同时必然遇到该导波结构与其它导波结构的相互转换问题。在毫米波系统，经常用到标准的矩形波导接口，因此基片集成波导与标准矩形波导的相互转换问题显得尤为重要。 

发明内容

本专利的目的是提供一种基片集成波导与矩形波导的转换装置，实现基片集成波导与矩形波导的低反射和低损耗相互转换。 

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下： 

一种基片集成波导与矩形波导的转换装置，由两个上半腔体、一个下半腔体和介质基板组成，其中，上半腔体为金属块，在上半腔体的下表面设置第一条形凹槽，下半腔体为一个长方体金属块，并在下半腔体的上表面上设置两条第二条形凹槽，两条第二条形凹槽位于下半腔体上的同一直线上，两个上半腔体分别设置于下半腔体的两端，且上半腔体下表面的第一条形凹槽与下半腔体上的两条第二条形凹槽完全正对设置；介质基板设置于下半腔体上的凹槽上，在介质基板上还设有对极鳍线。 

所述介质基板的上、下表面均为金属层。 

所述下半腔体上表面设有用于安装对极鳍线的凹槽，所述凹槽与两条第二条形凹槽连接为一体，介质基板的两端安装于凹槽上。 

所述介质基板固定在两条第二条形凹槽的凹槽上，并通过导电胶粘联在下半腔体的上表面上。 

所述介质基板上设有一组或两组金属化通孔，当介质基板上只设置一组金属化通孔时，金属化通孔设置于介质基板的一个侧边边缘；当介质基板上设置两组金属化通孔时，两组金属化通孔分别设置于介质基板的两个侧边边缘，且两组金属化通孔中金属化通孔的形状、大小、数目均相同。 

所述每组金属化通孔中相邻金属化通孔之间的距离等于金属化通孔自身直径的两倍，或每组金属化通孔中相邻金属化通孔之间的距离至少比金属化通孔自身直径两倍还小0.000001mm。 

所述介质基板上只设置一组金属化通孔时，介质基板下表面上在该组金属化通孔内侧还设有第一非金属化槽；所述介质基板上设置两组金属化通孔时，介质基板上、下表面分别设有第二非金属化槽和第一非金属化槽，第一非金属化槽设置于介质基板下表面的一组金属化通孔内侧，第二非金属化槽设置于介质基板上表面并与第一非金属化槽相对的另一组金属化通孔内侧，且第一非金属化槽和第二非金属化 槽分别从介质基板的中部延伸至介质基板的两边边沿。 

所述第一非金属化槽、第二非金属化槽的长度为工作频段的中心频率波长的四分之一，且第一非金属化槽和第二非金属化槽形状大小均相同。 

所述每组金属化通孔中至少包含两个金属化通孔。 

所述上半腔体和下半腔体上分别设有固定螺孔，两个上半腔体分别通过固定螺钉固定于下半腔体的两端。 

所述两条第二条形凹槽之间为实体，该实体的高度略小于两条第二条形凹槽的深度，这个深度差又使实体与下半腔体之间形成了凹槽，这个深度即为介质基板的厚度，介质基板通过导电胶粘联于该实体之上，通过介质基板使第二条形凹槽与下半腔体上表面连接为一体。 

本发明中所述基片集成波导包括全模基片集成波导(SIW)和半模基片集成波导(HMSIW)两种。 

全模基片集成波导由介质基板和设置于介质基板两侧边边缘的两组金属化通孔组成，介质基板的上、下表面上的金属层构成了波导的宽边，两组金属化通孔可等效为金属电壁，从而金属化通孔则构成了该波导的窄边，电磁波在介质基板的上、下两个金属表面和两排金属化通孔所围成的矩形区域内以类似于介质填充矩形波导中的电磁场模式进行传输。其中，电磁场模式包括TE模式和TM模式。 

半模基片集成波导是从全模基片集成波导演变而来。在全模基片集成波导中，当基片集成波导工作在主模时，电场的最强处位于沿电 磁波传播方向的垂直中心面，因此基片集成波导的中心面可等效为磁壁，基于此方法，我们沿着该等效的磁壁将全模基片集成波导等分成两半，每一半就成为一个半模基片集成波导，并且在它各自部分里都能保持原来的场分布以及在半开放结构中同样支持该导波模式，但尺寸的大小大则只有全模的一半。