[发明专利]非对称共面波导-双面平行双线宽带转换连接器

说明书

技术领域

本发明涉及一种非对称共面波导-双面平行双线宽带转换连接器，属于微波技术领域。

背景技术

随着微波集成电路技术的迅速发展，出现了大量平面电路封装结构。在平面电路和天线设计中经常需要实现不同传输线之间的互连与封装。根据平面传输线的固有结构，这些转换连接器可分成三大类：非平衡式传输线之间的转换（如：微带线和共面波导之间的过渡转换）、平衡式传输线之间的转换（如：平行双线和槽线之间的过渡转换）、平衡式传输线与非平衡式传输线之间的转换（如：平行双线和共面波导之间的过渡转换）。测量仪器的接口往往采用非平衡式传输线（如：同轴接头、共面波导探针等）。传输线转换连接器除了用于不同种类平面微波电路模块之间的互连，还具有以下用途：

1），实现平衡结构平面微波电路与测量仪器的连接。常规测量仪器通常采用同轴线、共面波导探针等非平衡式传输线作为接口，为了测量平衡传输线结构的平面微波电路的特性，需要借助转换连接器实现两者的互连；

2），用作平面可集成天线单元的馈电器。为了抑制馈线的乱真辐射引入的干扰和损耗，天线辐射单元应具有对称结构并采用平衡式传输线对其馈电，而馈电器的输出端则需要采用非平衡式传输线，以便实现与测量仪器或其他电路单元的连接。

可见，研制宽频带特性的平衡式-非平衡式传输线转换连接器对保证微波电路的性能、提高其测量精度有重要的作用。非对称共面波导和双面平行双线作为两种常用的非平衡式和平衡式平面微波传输线，在微波集成电路设计中均有广泛的应用，所以亟需解决两者之间的过渡转换问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对非对称共面波导到双面平行双线之间的过渡转换问题，提出一种结构简单、具有宽带特性且便于制作实现的非对称共面波导-双面平行双线转换连接器，实现两者之间电气特性的光滑过渡。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种非对称共面波导-双面平行双线宽带转换连接器，用于连接设置在介质衬底上的非对称共面波导段、双面平行双线段；所述转换连接器包括设置在介质衬底顶层的高阻抗非对称共面波导段，设置在介质衬底底层的水平传输线段、垂直传输线段以及Y型调谐枝节；其中：所述非对称共面波导段包括非对称共面波导的宽边和非对称共面波导的窄边，高阻抗非对称共面波导段包括高阻抗非对称共面波导的宽边、 高阻抗非对称共面波导的窄边，双面平行双线段包括双面平行双线的底层输入端和双面平行双线的顶层输入端； 

其中，所述高阻抗非对称共面波导的窄边分别与非对称共面波导段的窄边、双面平行双线段的顶层输入端连接，高阻抗非对称共面波导段的宽边与非对称共面波导段的宽边连接；所述水平传输线段分别与双面平行双线的底层输入端、垂直传输线段的一端连接，所述Y型调谐枝节的集合点与垂直传输线段的另一端连接。

优选的，本发明的非对称共面波导-双面平行双线宽带转换连接器，高阻抗非对称共面波导段的特性阻抗与非对称共面波导段的特性阻抗之比在1.2:1-2:1范围之内，高阻抗非对称共面波导段的长度在4-8毫米范围之内，底层水平传输线段的长度在0.8-2.4毫米范围之内，底层垂直传输线段的长度在2-5毫米范围之内。

优选的，本发明的非对称共面波导-双面平行双线宽带转换连接器，Y型调谐枝节包括左侧子枝节和右侧子枝节；左侧子枝节的边缘线和右侧子枝节的边缘线形成左侧子枝节和右侧子枝节之间的夹角，左侧子枝节和右侧子枝节之间的角度在90-180度范围。

优选的，本发明的非对称共面波导-双面平行双线宽带转换连接器，介质衬底的介电常数范围为2-20。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

本发明的转换连接器工作带宽较宽且插入损耗低，传输线转换部分只采用直线结构而无需采用复杂的CAD手段生成光滑曲线轮廓，结构非常简单，制作容易，特别适用于微波集成电路。同时，本发明的转换连接器具有极小的体积、简单的结构和极低的剖面尺寸，能够有效地实现双面平行双线电路与非对称共面波导电路之间的互连，其带宽能覆盖多种现存无线通信系统的工作频段。

附图说明

图1是转换连接器的整体结构示意图。

图2是转换连接器的顶层结构示意图。

图3是转换连接器的底层结构示意图。

图4是数值分析所得的一对转换连接器之间的反射系数和传输系数频率特性曲线。