[发明专利]一种SIW传输线

说明书

一种SIW传输线，涉及微波、传输线技术。包括第一传输线、第二传输线和第三传输线，所述第一传输线、第二传输线和第三传输线包括介质基板、设置于介质基板上表面的第一金属覆铜层和设置于介质基板下表面的第二金属覆铜层，所述介质基板上设置有两排相互平行的金属化通孔并且所述金属化通孔贯穿第一金属覆铜层、介质基板、第二金属覆铜层形成基片集成波导；所述第一传输线与第二传输线垂直，第二传输线与第三传输线垂直，SIW传输线呈阶梯状。本发明SIW传输线实现了端口不在同一平面的器件的集成，且其传输性能与等长的传统传输线的性能几乎一致。

技术领域

本发明涉及微波、传输线技术，具体涉及一种X波段SIW传输线。

背景技术

近年来，传输线技术的研究有了很大的发展。继传统波导之后，相继出现了带状线、微带线、槽线等微带型结构。以上几种传输线具有各自的优点和缺陷。传统波导传输功率大，传输性能好，损耗小，但是体积比较大，难以和其他元器件集成；而微带型结构体积较小，易于集成，但是损耗较大。

基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide.SIW)是一种可集成于介质基片中的新型传输线结构。SIW通常是在介质基板上打两排金属通孔，再在基板两面覆以金属得到的。在保证传输线上能量不泄露的情况下，将通孔阵列等效为金属壁，传输特性则可近似矩形波导分析。SIW结构具有传统波导和微带型结构传输线的优点，即具有低辐射、低插损、较高Q值、高功率容量、小型化、易于连接等优点，且可将无源器件、有源器件和天线等所有通信器件集成在同一衬底上。然而，传统结构的SIW无法满足端口不在同一平面的器件的集成。

发明内容

本发明针对背景技术存在的缺陷，提出了一种X波段(8.2～12.4GHz)的SIW传输线，本发明SIW传输线实现了端口不在同一平面的器件的集成，且该传输线具有与传统SIW传输线相同的传输性能。

本发明的技术方案如下：

一种SIW传输线，包括第一传输线、第二传输线和第三传输线，所述第一传输线、第二传输线和第三传输线包括介质基板、设置于介质基板上表面的第一金属覆铜层和设置于介质基板下表面的第二金属覆铜层，所述介质基板上设置有两排相互平行的金属化通孔并且所述金属化通孔贯穿第一金属覆铜层、介质基板、第二金属覆铜层形成基片集成波导；所述第一传输线与第二传输线垂直，第二传输线与第三传输线垂直，所述SIW传输线呈阶梯状。

进一步地，通过调整第一传输线、第二传输线、第三传输线的结构参数，以及第二传输线的长度，即可控制SIW传输线的传输性能。

进一步地，所述第一传输线与第二传输线连接处的金属化通孔一半位于第一传输线上，另一半位于第二传输线上；所述第二传输线与第三传输线连接处的金属化通孔一半位于第二传输线上，另一半位于第三传输线上。

上述SIW传输线作为端口不在同一平面的器件的连接应用。

上述SIW传输线的设计方法如下：

步骤1：根据X波段矩形波导与圆孔SIW传输线的尺寸等效经验公式得到第一传输线、第二传输线与第三传输线的中心频率f₀，金属通孔直径d，相邻金属通孔孔间距s，两排金属化通孔之间的距离w；

步骤2：根据经验公式的限制条件分别对步骤1得到的d、s、w参数，固定其中两个参数，扫描剩下的一个参数，进一步优化第一、第二、第三传输线的尺寸；

步骤3：将步骤2得到的优化尺寸后的第一传输线、第二传输线、第三传输线构建为阶梯状结构，其中第一传输线与第二传输线垂直，第二传输线与第三传输线垂直；然后对第二传输线中金属化通孔的个数进行参数扫描，从而得到本发明SIW传输线的最优尺寸。