[实用新型]一种应用于毫米波波段电磁波的垂直传输结构

说明书

本实用新型提供一种应用于毫米波波段电磁波的垂直传输结构，包括上隔板、下隔板、突起、脊隙、探针、矩形波导，突起设置在隔板的表面，脊隙设置在隔板的中部，探针位于脊隙的末端并伸入矩形波导的内腔，突起与上隔板、下隔板组成高阻抗表面，导引电磁波沿预设方向传播。通过设置周期性排布的金属结构，配合上下两层隔板形成高阻抗表面结构，阻止电磁波的侧向传播，抑制电磁波的泄露和辐射，并在脊隙的末端加入导引结构，用以导引电磁波沿预设方向传播，对电磁场形成微扰，实现阻抗变换。该垂直传输结构具有宽频带、低插损、尺寸小的优良性能，且该结构体积小、结构简单，在毫米波混合集成电路中具有重要的工程应用价值和广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于通信领域，更具体的是涉及一种毫米波波段电磁波的垂直传输结构。

背景技术

在通信领域，特别是微波、电磁波、毫米波等通信领域，同轴传输线和矩形波导是微波毫米波系统中十分常用的两种传输线，在复杂的毫米波天线系统中，常常需要上述两种传输结构的多次转换。

同轴线、矩形波导一般使用为40GHz 以下的频率，在60GHz以上频率存在加工难度大，工艺昂贵，组装公差大、面电流连续性不好等问题，并且波导和同轴波导转接器在频率60GHz时的电性能较差，频段内驻波达到1.4，不能满足产业需求。

近年来兴起的高阻抗表面导波结构将导波结构分为上下两个平板金属层，两侧为高阻抗表面，阻止电磁波的侧向传播，上下两层金属表面和两侧的高阻抗表面能够抑制电磁波的泄露和辐射，在高阻抗表面结构中间加入导引结构，用以导引电磁波传播，高阻抗表面导波结构在上下两层金属表面之间无须良好的电接触，加工精度放宽，成本得到有效降低，基于以上的特点，在60GHz以上的毫米波波段，高阻抗表面导波结构能够完全克服传统矩形波导带来的缺陷。

中国专利申请人西南交通大学的专利申请号2018111818572揭示了一种基于表面波波导和高阻抗表面的宽带端射天线，基于表面波波导和高阻抗表面的宽带端射天线，利用表面波波导和高阻抗表面分别对于表面波的传导与抑制功能实现了端射效果。但是该技术方案适用的电磁波频率仅限于10Ghz频率以下，不能作用于60Ghz的高频。

在实际产业应用中，对于微波器件的激励主要还是有标准的矩形波导来完成的，并且，目前的高阻抗表面导波结构做成的微波器件都需要标准波导来激励，标准矩形波导的激励接口到高阻抗表面导波结构的传输转换结构是十分重要和必要的，因此，业界亟需开发适应60GHz及以上频率时的电磁波导引结构，改进高增益天线的设计思路，设计一种成本低、性能好，便于产业推广的提高天线增益的方案。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种应用于毫米波波段电磁波的垂直传输结构，其技术方案为：

一种应用于毫米波波段电磁波的垂直传输结构，其特征在于，包括上隔板、下隔板、突起、脊隙、探针、矩形波导，突起设置在上隔板或下隔板的内表面，脊隙设置在隔板的中部，探针位于脊隙的末端并伸入矩形波导的内腔，突起与上隔板、下隔板组成高阻抗表面，导引电磁波沿预设方向传播。

进一步的，所述的突起采用的金属材料制成。

进一步的，突起的排列周期小于电磁波工作波长。

进一步的，突起的高度为电磁波工作波长的四分之一。

进一步的，探针形状可以为长条形或三角锥或圆柱体的任一种。

进一步的，矩形波导的接口可以采用WR3至WR90标准接口的任一规格。

进一步的，相邻两个突起的间距小于电磁波工作波长。

进一步的，上隔板和下隔板之间的间距小于四分之一电磁波工作波长。

进一步的，电磁波工作波长为0.1mm～1000mm。