[发明专利]一种SIW损耗传输线

说明书

本发明涉及微波、传输线技术，具体涉及一种SIW损耗传输线，应用于X波段。包括介质基板、介质基板上下表面的金属层和两排平行并贯穿介质基板和二层金属层的金属化通孔或金属柱，以及管状吸波材料层。本发明通过在介质基板上与金属通孔或金属圆柱同轴的方式设置一层管状吸波材料层于其外围，在保证传输线本身的性能前提之下同时实现了高损耗的性能。管状吸波材料层选用磁损耗或电损耗材料。本发明提供的SIW损耗传输线，在保证回波损耗低于‑25dB情况下，在X波段(8～12GHz)的最小损耗可达‑4dB，最大耗损可达‑8dB。

技术领域

本发明涉及微波、传输线技术，具体涉及一种SIW损耗传输线，应用于X波段。

技术背景

近年来，传输线技术有了很大的发展。矩形波导是较早应用于微波领域的传输线，其功率容量大，损耗小，但是体积较大，难以集成化和小型化，随着微波集成电路的发展，相继出现了带状线，微带线和槽线等微带型结构，这些结构易于集成和小型化，较好地满足微波集成电路发展的需要，但是微带型结构损耗较大。

基片集成波导(SubStrate Integrated Waveguide.SIW)是一种可集成于介质基片的新型传输线。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。基片集成波导既有传统微带型传输线的优点也有传统波导的优点。相比于传统微带型传输线，基片集成波导具有更低的辐射、更低的损耗、更高的Q值、更高的功率容量；相比于传统波导，基片集成波导更易于集成化和小型化。基于基片集成波导可将各种无源器件、有源器件和天线等通信器件集成在同一衬底中。

传统的SIW传输线传输性能好，损耗低，但是在某些应用场合需要高损耗的传输线，如衰减器和吸收负载等，此时传统的SIW传输线不能满足应用要求。

发明内容

针对上述存在问题或不足，本发明提供了一种SIW损耗传输线，应用于X波段。在保证回波损耗低于-25dB情况下，在X波段(8～12GHz)的最小损耗可达-4dB，最大耗损可达-8dB。

一种SIW损耗传输线，包括介质基板、介质基板上下表面的金属层和两排平行并贯穿介质基板和二层金属层的金属化通孔或金属柱，以及管状吸波材料层。

所述管状吸波材料层以金属化通孔或金属柱轴心为物理中心设置于其外围，即金属化通孔或金属柱与吸波材料层呈同轴状结构，管状吸波材料层的壁厚dr＞0，高度与介质基板厚度相同并相适应，0＜2dr+d＜s，d为金属化通孔或金属柱的直径，s为同行相邻金属化通孔或金属柱的轴心距。

所述管状吸波材料层选用磁损耗或电损耗材料。由于SIW传输线边缘磁场最强，选用磁损耗材料更佳。

本发明通过在介质基板上与金属通孔或金属圆柱同轴的方式设置一层管状吸波材料层于其外围，在保证传输线本身的性能前提之下同时实现了高损耗的性能。根据SIW传输线的场分布可知SIW传输线边缘处的磁场最强，在传输线边缘处设置磁损耗吸波材料对于提高传输损耗最有效果。

本发明提供的SIW损耗传输线，在保证回波性能的前提下，具有高损耗，在X波段内最小损耗可达-4dB，最大损耗可达-8dB。

附图说明

图1为实施例的立体结构示意图；

图2为实施例的俯视图；

图3为实施例的金属通孔局部结构示意图；

图4为实施例在dr取不同值时通带内最大回波损耗绝对值S₁₁max与相对磁导率u关系曲线图以及对其拟合的表达式；

图5为图4中每个表达式的二次项系数a、一次项系数b、常数项c与相对应的dr的关系曲线图及对其拟合的表达式；