[发明专利]一种介质密封型小型化宽带微带波导转换器

说明书

本发明涉及一种介质密封型宽带微带波导转换电路，用于解决毫米波多通道收发组件微带到波导转换问题。电路采用微带‑减高波导‑输出波导依次匹配过渡的传输模式，实现微带到波导的微波传输模式的转换。第一步，微带由探针形式从波导宽边探入减高波导腔内，减高波导尺寸为7.11mm×1mm，实现微带波导转换的小型化。采用匹配微带和匹配空气腔实现微波信号的匹配传输，同时微带介质将波导口覆盖并在外围进行烧结密封，实现对波导口的密封；第二步，减高波导通过4级阶梯过渡为输出波导，波导口由尺寸为7.11mm×1mm逐步过渡为7.11mm×2mm，实现微带传输电路到天线波导接口的转换。与现有微带波导转换技术相比，本发明具有宽频带、低损耗、小型化、密封型等优点。

技术领域

本发明涉及微波毫米波技术领域，具体是一种介质密封型小型化宽带微带波导转换器,可应用于毫米波多通道收发组件或模块中。

背景技术

毫米波具有频段宽、角度和距离分辨率高、波束窄、被干扰和截获概率低、天线和设备尺寸小及穿透云、烟、尘土和雾的能力强等优点。毫米波频段已经成为是目前军事国防电子技术发展的一个重要频段，广泛应用于雷达探测、卫星通信、导弹制导、电子对抗、遥感等领域。

近几年国内毫米波砷化镓、氮化镓MICC芯片发展迅速，这使得作为毫米波有源相控阵雷达的关键部件—T/R组件得到快速发展。有源相控阵天线对于阵元间距有严格的要求，为了提高分辨率，不出现栅瓣，要求阵元间距约为传输信号的半波长。对于8mm波段的多通道T/R组件，其间距为4～5mm。组件内部电路一般为微带传输电路，天线接口一般为波导接口，因此，设计一种具有低损耗、宽频带、小型化、密封型微带波导转换器十分必要。

发明内容

要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是针对毫米波多通道收发组件，提供一种低插损、宽频带、小型化、密封型毫米波微带波导转换电路，实现多通道收发组件内微带传输电路到天线波导接口的转换。

技术方案

为了解决以上技术问题，本发明采用微带-减高波导-输出波导依次匹配过渡的传输模式。第一步，将组件内便于微波芯片集成的微带电路过渡为减高波导，微带从波导宽边将微波信号用电耦合探针的方式馈入波导腔内，同时微带介质将波导口覆盖，并在外围进行烧结密封。第二步，减高波导通过4级阶梯变换过渡为与天线匹配的输出波导，进行信号传输。

一种介质密封型小型化宽带微带波导转换器，其特征在于包括微带介质板、波导反射腔、匹配空气腔和波导过渡腔；从上至下依次为波导反射腔、匹配空气腔、微带介质板、减高波导腔和阶梯过渡波导腔，微带介质板与波导反射腔相邻的一面上设有微带探针，微带探针将微波信号用电耦合探针的方式馈入，同时微带介质板将波导口覆盖，并在外围进行烧结密封形成微带介质密封环；波导过渡腔通过4级阶梯过渡变换为与天线匹配的输出波导，将微波信号传输到天线。

有益效果

本发明采用上述技术方案构成的一种宽带毫米波介质密封型小型化微带波导转换器具有如下优点：

1)低插损，宽频带。转换器采用微带-减高波导-输出波导依次过渡，并进行了匹配设计，传输损耗在30GHz～40GHz带宽内小于0.2dB，回波损耗小于-25dB，性能良好。

2)小型化。电路中采用减高波导进行中间过渡阶段使得微带到波导转换电路的尺寸非常小，水平截面尺寸仅为8.11mm×3.6mm，特别是宽度方向上仅为3.6mm，非常适用于有严格单元间距要求的毫米波有源相控阵多通道组件。

3)密封型。电路在微带到减高波导的过渡结构中，采用微带介质材料对波导口整体覆盖，并在边缘以焊料烧结方式进行密封，可实现水密效果。保护了组件内部MMIC裸芯片不受外部环境中的潮气和盐雾等影响。

附图说明

图1本发明微带波导转换器立体示意图