[发明专利]一种宽带微带到微带的垂直过渡

说明书

技术领域

本发明涉及一种宽带微带到微带的垂直过渡结构，适用于射频电路多层技术的立体互连，特别是三维微波毫米波集成电路的垂直互连，属于微波毫米波通讯技术领域。

背景技术

随着无线通信系统在微波毫米波频段的广泛应用，军用电子系统对体积和重量要求越来越小，高度集成需求日趋严峻，三维集成电路是一种实现微波毫米波电路小型化的一个主要手段和趋势。三维集成微波电路是在二维MMCM的基础上，使组装和互连技术从二维向三维发展而实现的三维立体结构的微波电路，以提高组装密度、减小体积，从而进一步提高集成度和可靠性。由于微波集成电路LTCC等多层技术使得设计更加灵活，具有广阔的应用前景。微带到微带垂直互连结构是三维微波毫米波集成电路的一种基本结构形式。然而目前微带到微带的垂直互连技术有限使多层技术的应用受到限制，为了实现微带到微带垂直互连，文献“基于LTCC技术的三维集成微波组件”Vol.33 No.11，Nov 2005和文献Vertical Microstrip Transition forMultilayer Microwave Circuits With Decoupled Passive and ActiveLayers”，IEEE Microw.WirelessCompon.lett.，vol.16，no.7，pp.401-403，Jul.2006中均提到采用垂直通孔实现微波互连，由于垂直通孔可等效为电感，而通过在垂直通孔与微波传输线的连接处适当扩展微波传输线(环状)，可以起到补偿电容的作用，从而可以改善传输性能。这种方法的缺点是：这种结构可等效为低通电路，尤其是高频处由不连续性产生的寄生模使电磁波出现谐振，限制了这种结构的带宽，而且孔结构对加工精度要求较高，提高了加工成本。

文献“Analysis of microstrip line coupled through an arbitraily shapedaperture in a thick common ground plane”IEEE MTT-S Int.Microw.Symp.Dig.，Atlanta，GA，1993，vol.3，pp.819-822.中利用电磁波的空间耦合，提出了通过耦合槽实现过渡的结构，并进行数值分析。文献“Ultrawideband vertical microstrip-microstrip transition”，IET Microw.AntennasPropag.，vol.1，no.5，pp.968-972，Oct 2007.中提出了采用椭圆形耦合槽实现过渡，在一定程度上提高了带宽(3GHz～10GHz)，但插入损耗较大(0.7dB)。

在宽带微波毫米波系统中，目前的微带到微带垂直过渡技术仍然不能更好地满足应用中的要求，使其应用受到一定的限制。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种宽带微带到微带的垂直过渡，该垂直过渡结构简单，大大拓展了带宽，降低系统损耗，使得设计更加灵活，并且降低了成本，适用范围更广。

本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：

一种宽带微带到微带的垂直过渡，由平行排布的第一介质基板、中间地层和第二介质基板组合而成，其中第一介质基板的一端设置有顶层微带结构、第二介质基板的另一端设置有底层微带结构，顶层微带结构与底层微带结构结构完全相同，相对排布，中间地层为开有U型耦合槽的金属层，其中顶层微带结构与底层微带结构包括第一微带线、第二微带线和两阶终端开路的高低阻抗短截线，两阶终端开路的高低阻抗短截线位于第一微带线和第二微带线之间。

在上述宽带微带到微带的垂直过渡中，第一介质基板和第二介质基板的厚度为0.1～3mm。

在上述宽带微带到微带的垂直过渡中，顶层微带结构与底层微带结构的厚度为8～70um。

在上述宽带微带到微带的垂直过渡中，中间地层的厚度为8～70um。

在上述宽带微带到微带的垂直过渡中，U型耦合槽的中心O点到顶层微带结构的终端A的水平距离为3/20λ～7/20λ，U型耦合槽的中心O点到底层微带结构的终端B的水平距离为3/20λ～7/20λ，其中λ为微带信号中心频率对应的介质波长。