[实用新型]多层共面波导传输线

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电磁信号的传输线，具体涉及一种多层共面波导传输线，可以应用于各种微波、毫米波电路以及器件中。

背景技术

微波技术中常见的传输线包括微带传输线(或称微带线，Microstrip)、带状线(Stripline)、共面波导传输线(或称共面波导，Co-planar Waveguide)等。其中，微带线的应用最为广泛，如图1所示。它由介质板上面的金属信号线和下面的接地金属面构成，其特征阻抗主要由信号线宽度与介质板厚度的比值决定。微带线虽然应用广泛，但仍有两个明显的缺点：1)难以实现高特征阻抗，这主要是因为高阻抗要求信号线的宽度很窄，宽度低于100μm的信号线很难用传统的PCB工艺实现，并且在高阻的情况下，微带线表现出较大的导体损耗。2)难以实现接地，接地主要采用介质板上刻蚀金属化过孔的方式，在高频情况下容易引入较大的寄生效应。共面波导作为另一种广泛应用于微波、毫米波电路的传输线形式，可以有效地解决以上两个问题。共面波导的信号线与接地面处于介质板的同一平面，如图2所示。其特征阻抗主要取决于信号线与接地面间的缝宽与信号线宽度的比值。在信号线宽度一定的情况下，通过增加信号线与接地面间的缝宽可以有效地实现高特征阻抗。此外，由于信号线与接地面处于同一平面，接地无需过孔，寄生效应较小。但是共面波导也有一个显著的缺陷，那就是难以实现低特征阻抗，主要原因是低阻抗要求信号线与接地面间的缝宽比较窄，宽度低于100μm的缝隙很难用传统的PCB工艺实现。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种可以有效地解决现有技术的波导传输线所存在的上述不足，新结构的共面波导传输线可以有效地同时实现高特征阻抗和低特征阻抗；并保持相对较低的导体损耗。

完成上述发明任务的方案是：一种多层共面波导传输线，在介质板上设有金属信号线和接地金属面，其特征在于：

所述的金属信号线设置在介质板的上面，所述的接地金属面设置在该介质板的下面(为与后文的“底层介质板”相区别，本介质板也可称为“中间介质板”)；

所述的接地金属面设有缝隙，该缝隙位于信号线的正下方(即所述的接地金属面缝隙中心线的垂直投影线与所述金属信号线的中心线重合)，其宽度可以大于，也可以小于信号线的宽度；还可以等于所述信号线的宽度。缝隙的宽度越宽，传输线的特征阻抗越高；反之，传输线的特征阻抗越低。

同时，在所述接地金属面的下面还设有底层介质板。

本实用新型提出一种新的基于多层结构的共面波导传输线结构，该结构可以看成是传统共面波导传输线的一种扩展，即将信号线和接地金属面分别置于两层中，其中接地金属面上的缝隙仍然保留，如图3所示。接地金属面上方和下方的介质材料(即“中间介质板”与“底层介质板”相区别)可以相同，也可以不同。由于接地面可以延伸到信号线下方，所以该结构可以很容易实现低特征阻抗。另一方面，通过扩大接地面上的缝隙，可以方便地实现高特征阻抗，并且保持相对较低的导体损耗。因此，该结构兼具微带线和共面波导的优点，可以实现很宽范围的特征阻抗，特别适用于阶跃阻抗滤波器以及其他一些阻抗变换器件等。此外，该结构还可以在3D-SOC等多层结构作为信号互联的传输线。

综上所述，该结构传输线具有以下优点：1)可以同时实现超低和超高的特征阻抗，兼具微带线和共面波导的优点；2)计算机仿真表明该传输线在高阻情况下导体损耗较小；3)适用于3D-SOC等多层结构。其主要应用领域包括：1)多层介质结构中的互联；2)阶跃阻抗低通滤波器；3)耦合线带通滤波器等。

附图说明

图1为微带线结构示意图；

图2为共面波导结构示意图；

图3为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

实施例1，多层共面波导传输线，参照图3：在介质板1的上面设有金属信号线2；在该介质板的下面(为与后文的“底层介质板”相区别，本介质板也可称为“中间介质板”)设有接地金属面3；接地金属面3设有缝隙4，该缝隙4的设置位置与所述金属信号线2的位置对应；同时，在所述接地金属面的下面还设有底层介质板5。所述接地金属面的缝隙的宽度可以大于，也可以小于信号线的宽度；还可以等于所述信号线的宽度。