[发明专利]半模基片集成波导十字形定向耦合器

说明书

技术领域

本发明涉及毫米波与微波器件，具体涉及一种半模基片集成波导十字形定向耦合器。

背景技术

基片集成波导（SIW）是一种利用标准印制电路板或其他平面加工方法在介质基板上合成的介质填充波导，其线性排列的金属化通孔用来模拟金属波导的两侧边壁。与传统的金属波导相比，利用标准的PCB工艺加工制作的SIW元件不但具备波导元件的高品质因数和高功率容量的优点，而且具有结构紧凑、生产成本低、易于与其他平面电路实现集成等特点。

目前一些基于SIW技术的定向耦合器已经得到大量的研究，有人提出一种半模基片集成波导（HMSIW）的导波结构，这种导波结构与普通的全模SIW相比，能减少将近一半的尺寸的同时保持了SIW大多优点，因此基于HMSIW的微波器件备受关注。现有的HMSIW耦合器都是基于窄壁开槽耦合的原理，耦合度通过开槽的大小来调节，其结构简单，外形往往呈一个长方形，且长边较长，宽边较窄。还有人提出一种十字形的耦合器，但是这种十字形耦合器耦合器在某些平面集成电路中基片集成波导的尺寸偏大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半模基片集成波导十字形定向耦合器，由两段正交的半模基片集成波导构成，通过改变交叉区域的通孔位置和尺寸进行耦合度的调节，能够在性能基本保持不变的同时减少将近一半的尺寸。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种半模基片集成波导十字形定向耦合器，所述耦合器由两段正交的带金属化通孔的半模基片集成波导构成，沿水平方向的左端设有输入端端口，右端设有直通端端口，沿垂直方向的下端设有耦合端端口，上端设有隔离端端口，所述两段正交的半模基片集成波导的交叉区域外对称设有两个用于使电磁信号稳定传输的三角形区域，所述金属化通孔包括两对由两排通孔呈直角排列构成的阵列通孔、位于交叉区域的对角线上的用于调整所述耦合器的耦合度以及直通端端口与耦合端端口间端口差的两个金属化调节通孔和位于每个端口中的用于优化输入端端口发射系数的金属化匹配通孔。

进一步的，所述阵列通孔中的通孔的直径为0.6毫米，相邻通孔圆心间的距离为1.4毫米。

进一步的，所述调节通孔和匹配通孔的直径相同，均为0.6毫米。

本发明的有益效果是：

本发明通过位于交叉区域的两个感性金属化调节通孔来调整耦合器的耦合度以及耦合端和直通端的相位差，通过位于每一个端口的金属化匹配通孔来优化输入端的反射系数，与传统的基片集成波导耦合器相比，能够在性能基本保持不变的同时减少将近一半的尺寸，具有结构尺寸小、生产成本低、易于平面集成的优点。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明的一种实施例的结构示意图；

图中标号说明：1-半模基片集成波导，11-输入端端口，12-直通端端口，13-耦合端端口，14-隔离端端口，2-金属化通孔，21-阵列通孔，22-调节通孔，23-匹配通孔，3-三角形区域。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

如图1所示，一种半模基片集成波导十字形定向耦合器，所述耦合器由两段正交的带金属化通孔2的半模基片集成波导1构成，沿水平方向的左端设有输入端端口11，右端设有直通端端口12，沿垂直方向的下端设有耦合端端口13，上端设有隔离端端口14，所述两段正交的半模基片集成波导1的交叉区域外对称设有两个用于使电磁信号稳定传输的三角形区域3，所述金属化通孔2包括两对由两排通孔呈直角排列构成的阵列通孔21，所述阵列通孔21中的通孔的直径为0.6毫米，相邻通孔圆心间的距离为1.4毫米，还包括位于交叉区域的对角线上的用于调整所述耦合器的耦合度以及直通端端口12与耦合端端口13间端口差的两个金属化调节通孔22和位于每个端口中的用于优化输入端端口11发射系数的金属化匹配通孔23，所述调节通孔22和匹配通孔23的直径相同，均为0.6毫米。

本发明的工作原理为：

本发明由两段正交的带金属化通孔2的半模基片集成波导1构成，在其交叉区域外对称设有两个三角形区域，有利于电磁信号稳定传输。通过位于交叉区域的两个感性金属化调节通孔22来调整耦合器的耦合度以及耦合端13和直通端12的相位差，通过位于每一个端口的金属化匹配通孔23来优化输入端11的反射系数。与传统的基片集成波导耦合器相比，能够在性能基本保持不变的同时减少将近一半的尺寸，具有结构尺寸小、生产成本低、易于平面集成的优点。