一种40-50GHz平面电路的封装装置及其封装方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种金属腔体内部安装金属拱桥后形成的40-50GHZ平面电路的封装装置，属于微波毫米波器件技术领域。
【背景技术】
[0002]随着无线通信技术迅速发展，人们需要更高速率的无线通信服务。由于电磁频谱的低频段已经饱和，为了实现高速无线通信，迫切需要开发新的毫米波频谱资源。为了更好的开发毫米波频谱，2010年中国无线个域网标准化工作组成立了 Q-LINKPAN研究组，制定工作于Q波段的超高速近远程的无线通信相关标准。其中的40.5GHz-43GHz频段主要用于高速远程无线通信、43.5GHz-47GHz频段主要用于高速短距无线通信。
[0003]近年来，60GHz短距高速无线通信成为通信领域的研究热点，并已有IEEE802.llad、IEEE802.15.3c等国际标准颁布。不过，由于60GHz频段有一些局限性，在该频段大气吸收损耗处于峰值，每公里最高达14dB，而在40-50GHZ的Q波段，每公里大气吸收损耗小于ldB。因此，60GHz频段不适合远距(如几公里)的高速传输，而40-50GHZ的Q波段则很容易利用高增益天线实现点对点或点对多点高速远距通信，因而很容易利用高增益天线实现点对点或点对多点高速远距通信。于是，2010年东南大学洪伟教授领导的课题组提出发展我国毫米波近远程超高速通信标准Q-LINKPAN的建议，并于同年开展Q-LINKPAN研究。
[0004]要想设计出一个完整的Q-LINKPAN系统，需要对Q-LINKPAN系统的各个模块进行单独的设计和测试，会遇到各种传输线电路之间的转接问题，最常见的就是同轴线与微带线的转接。在40-50GHZ这样的高频段要想完成设计、封装和测试，不仅需要尽量减小转接时的损耗，还要屏蔽外界对电路的干扰。因此，高性能、易加工、易安装的40-50GHZ平面电路的封装装置具有非常重要的研究意义。
【发明内容】
[0005]发明目的:为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种适用于微波毫米波器件技术领域的40-50GHZ平面电路的封装装置，该转换装置具有易加工、低成本、高性能等优点。
[0006]技术方案:为实现上述目的，本发明采用的技术方案为:一种40-50GHZ平面电路的封装装置，包括带有矩形金属盒盖(2)的矩形金属盒身(I)、第一金属拱桥(3)、第二金属拱桥(4)以及平面电路(9);所述矩形金属盒身(I)为开设有第一长方体槽(12)的金属块，所述平面电路(9)放在第一长方体槽(12)内，在该矩形金属盒身(I)的一个侧面上开设有第一圆孔(10)，且在该侧面相对的另一个侧面上开设有第二圆孔(11);所述第一圆孔(10)内设置有第一玻璃绝缘子(7)，而第二圆孔(11)内设置有第二玻璃绝缘子(8);所述第一玻璃绝缘子(7)的一端与第一接头(5)连通，另一端与平面电路(9)连通，而所述第二玻璃绝缘子(8)的一端与第二接头(6)连通，另一端与平面电路(9)连通；所述第一金属拱桥(3)和第二金属拱桥(4)设置于平面电路(9)上，且所述第一金属拱桥(3)、第二金属拱桥(4)均与第一玻璃绝缘子(7)和第二玻璃绝缘子(8)的中心连线垂直。
[0007]优选的:所述第一金属拱桥(3)的正中间开设有第一半圆柱形槽(13)和第一长方体槽(14)，且所述第一半圆柱形槽(13)和第一长方体槽(14)由下到上依次设置；所述第二金属拱桥(4)的正中间开设有第二半圆柱形槽(15)和第二长方体槽(16)，且所述第二半圆柱形槽(15)和第二长方体槽(16)由下到上依次设置；且所述第一半圆柱形槽(13)与第二半圆柱形槽(15)的中心连线与第一玻璃绝缘子(7)和第二玻璃绝缘子(8)中心连线相平行，同时所述第一半圆柱形槽(13)与第二半圆柱形槽(15)的中心连线与第一长方体槽(12)位于第一玻璃绝缘子(7)和第二玻璃绝缘子(8)连线方向上的中心线平行。
[0008]优选的:所述第一金属拱桥(3)、第二金属拱桥(4)均与矩形金属盒身(1)、矩形金属盒盖⑵连接。
[0009]优选的:所述第一金属拱桥(3)和第二金属拱桥(4)的侧壁外侧均与矩形金属盒身(1)相紧贴，同时所述第一金属拱桥(3)和第二金属拱桥(4)的顶壁紧贴矩形金属盒盖
(2)的下壁。
[0010]优选的，所述第一玻璃绝缘子(7)和第二玻璃绝缘子(8)为两端内导体部分延伸出来的同轴线。
[0011]优选的:所述第一玻璃绝缘子(7)和第二玻璃绝缘子(8)的特性阻抗均为50欧。
[0012]优选的:所述第一接头(5)和第二接头(6)均为2.4_法兰接头，特性阻抗均为50欧。
[0013]优选的:所述第一圆孔(10)和第二圆孔(11)的内径尺寸与所述的第一玻璃绝缘子(7)和第二玻璃绝缘子(8)的外径尺寸相同。
[0014]优选的:所述第一长方体槽(12)在横向的长度不小于所述平面电路(9)的横向的长度，且所述第一长方体槽(12)在纵向的长度等于所述平面电路(9)的纵向的长度。
[0015]—种40-50GHZ平面电路的封装方法，包括以下步骤:
[0016]第1步，将平面电路(9)放在第一长方体槽(12)内；
[0017]第2步，将第一玻璃绝缘子(7)和第二玻璃绝缘子⑶分别放入第一圆孔(10)、第二圆孔(11)中；
[0018]第3步，将第一玻璃绝缘子(7)和第二玻璃绝缘子⑶的在矩形金属盒身⑴外侧的一端分别与第一接头(5)和第二接头(6)进行连通；将第一玻璃绝缘子(7)和第二玻璃绝缘子(8)在矩形金属盒身(1)内的一端与平面电路(9)进行连通；
[0019]第4步，将第一金属拱桥(3)和第二金属拱桥(4)固定在第一长方体槽(12)内，压紧平面电路(9)后进行固定；
[0020]第5步，将金属盒盖⑵盖上。
[0021]有益效果:本发明提供的一种40-50GHZ平面电路的封装装置，相比现有技术，具有以下有益效果:
[0022]1.本发明结构简单，加工难度小，加工成本低，便于低成本、大规模生产和使用。
[0023]2.本发明是封闭结构，可以有效屏蔽外界电磁波，同时，有效抑制了需要封装的平面电路的能量泄露和辐射，在实现低损耗的同时，有效避免了与周围电路的串扰，可以方便地完成平面电路的封装和测试。
[0024]3.本发明损耗小，而且在未使用吸波材料的情况下，完美抑制了腔体谐振，性能良好。在本发明的实施实例中的测试结果表明，安装了第一金属拱桥(3)和第二金属拱桥(4)后，本封闭装置成功抑制了 40-50GHZ内的腔体谐振现象，在40-50GHZ内插入损耗仅为
1.16-2.05dB，反射系数 <-15.0dB0
【附图说明】
[0025]图1为本发明的40-50GHZ平面电路的封装装置的侧示图。
[0026]图2为矩形金属盒身(I)的结构示意图。
[0027]图3为第一金属拱桥(3)和第二金属拱桥(4)的结构示意图。
[0028]图4为实例在有/未安装两个金属拱桥情况下测试得到的S参数对比图。
[0029]图中有:矩形金属盒身(I)、矩形金属盒盖(2)、第一金属拱桥(3)、第二金属拱桥
(4)、第一接头(5)、第二接头￠)、第一玻璃绝缘子(7)、第二玻璃绝缘子(8)、和平面电路
(9)、第一圆孔(10)、第二圆孔(11)、第一长方体槽(12)、第一半圆柱形槽(13)、第一长方体槽(14)、第二半圆柱形槽(15)、第二长方体槽(16)。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0031]一种40-50GHZ平面电路的封装装置，如图1所示，所封装的平面电路包括微带电路、共面波导电路等平面电路或结构，包括带有矩形金属盒盖2的矩形金属盒身1、第一金属拱桥3、第二金属拱桥4以及平面电路9 ;所述矩形金属盒身I为开设有第一长方体槽12的金属块，所述平面电路9放在第一长方体槽12内，在该矩形金属盒身I的一个侧面上开设有第一圆孔10，且在该侧面相对的另一个侧面上开设有第二圆孔11 ;所述第一圆孔10内设置有第一玻璃绝缘子7，而第二圆孔11内设置有第二玻璃绝缘子8 ;所述第一玻璃绝缘子7的一端与第一接头5连通，另一端与平面电路9连通，而所述第二玻璃绝缘子8的一端与第二接头6连通，另一端与平面电路9连通；所述第一金属拱桥3和第二金属拱桥4设置于平面电路9上，且所述第一金属拱桥3、第二金属拱桥4均与第一玻璃绝缘子7和第二玻璃绝缘子8的中心连线垂直。
[0032]所述第一金属拱桥3的正中间开设有第一半圆柱形槽13和第一长方体槽14，且所述第一半圆柱形槽13和第一长方体槽14由下到上依次设置；所述第二金属拱桥4的正中间开设有第二半圆柱形槽15和第二长方体槽16，且所述第二半圆柱形槽15和第二长方体槽16由下到上依次设置；且所述第一半圆柱形槽13与第二半圆柱形槽15的中心连线与第一玻璃绝缘子7和第二玻璃绝缘子8中心连线相平行，同时所述第一半圆柱形槽13与第二半圆柱形槽15的中心连线与第一长方体槽12位于第一玻璃绝缘子7和第二玻璃绝缘子8连线方向上的中心线平行。如图3所示，第一金属拱桥3在横向方向的正中间开设有一个第一半圆柱形槽13和一个第一长方体槽14 ;所