一种带金属隔板的带状线和基片集成波导的一体化结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于微波通信领域，具体涉及一种带金属隔板的带状线和基片集成波导的一体化结构。
【背景技术】
[0002]基片集成波导(Substrate integrated wave guide，SIW)是上世纪90年代提出的一种新型的波导结构，其基本结构为在低损耗介质基板上下两面覆以金属层，基板两侧加以金属化通孔而成。SIW兼有矩形波导和微带线的优点，即具有低辐射、低插损、高Q值、高功率容量、小型化和易于集成等优点，同时能通过现有的PCB或LTCC工艺来制作。SIW能同时将无源器件、有源器件和天线等通信系统器件集成在同一衬底，无需进行不同工艺制得的器件之间的转换，可有效减少损耗和寄生现象，使无源器件和有源器件实现良好的连接和集成。因此在微波、毫米波通信器件和系统开发研究领域受到了越来越多的关注。
[0003]而带状线是一种平面传输线，具有体积小、重量轻、价格低廉、可靠性高、性能优良等优点，可与微波固体芯片器件配合使用，得到混合微波集成电路和单片微波集成电路。这些电路系统与基于SIW的微波器件互相连接时，带状线与SIW之间的匹配性能较差，信号的损耗较大。
【发明内容】
[0004]本发明针对【背景技术】存在的缺陷，提出了一种带金属隔板的带状线和基片集成波导的一体化结构，实现了带状线和基片集成波导之间良好的匹配，减小了回波损耗和插入损耗，解决了带状线与SIW连接时损耗较大的问题。
[0005]本发明的技术方案如下:
[0006]—种带金属隔板的带状线和基片集成波导的一体化结构，包括依次层叠的第一金属层、第一介质层、第二金属层、第二介质层和第三金属层;所述第一介质层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层、第一介质层和第二金属层；所述第二介质层中设置一个金属隔板，以将第二介质层隔断，所述金属隔板垂直于传输方向。
[0007]进一步地，所述第一介质层、第二介质层材料为PCB板。
[0008]进一步地，所述第一金属层、第二金属层和第三金属层为铜、金等金属薄膜。
[0009]进一步地，所述金属隔板为铜、金等金属薄膜。
[0010]进一步地，所述第一金属层、第二金属层、第三金属层的厚度为0.01mm。
[0011]本发明的有益效果为:本发明提出了一种带金属隔板的带状线和基片集成波导的一体化结构，垂直于传输方向设置的金属隔板能有效阻止信号在第二介质层中的传输，使信号通过第一介质层即SIW结构传输，有效提高了传输性能;且本发明一体化结构减小了插入损耗和回波损耗。
【附图说明】
[0012]图1为本发明带金属隔板的带状线和基片集成波导的一体化结构的整体结构示意图；
[0013]图2为本发明带金属隔板的带状线和基片集成波导的一体化结构沿A-A’面的剖视图；I为第一介质层，2为第二介质层，3为金属隔板，4为金属化通孔；
[0014]图3为本发明带金属隔板的带状线和基片集成波导的一体化结构中第二金属层的俯视图；
[0015]图4为对比例不带金属隔板的带状线和基片集成波导的一体化结构的回波损耗测试曲线；
[0016]图5为实施例带金属隔板的带状线和基片集成波导的一体化结构的回波损耗测试曲线；
[0017]图6为对比例不带金属隔板的带状线和基片集成波导的一体化结构的插入损耗测试曲线；
[0018]图7为实施例带金属隔板的带状线和基片集成波导的一体化结构的插入损耗测试曲线。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例，详述本发明的技术方案。
[0020]实施例
[0021 ] 一种带金属隔板的带状线和基片集成波导的一体化结构，自下而上依次为第一金属层、第一介质层1、第二金属层、第二介质层2和第三金属层;所述第一金属层和第二金属层设置于第一介质层的下表面和上表面，所述第一介质层设置有两排相互平行的金属化通孔4并且所述金属化通孔贯穿第一金属层、第一介质层和第二金属层;所述第二介质层中设置一个金属隔板3，以将第二介质层隔断，所述金属隔板垂直于传输方向，所述金属隔板的高度等于第二介质层的厚度、宽度等于第二介质层的宽度，所述金属隔板与第二金属层和第三金属层连接。
?0022] 进一步地，所述第一介质层采用高频双面覆铜介质板Rogers R03010，其相对介电常数= 10.2，损耗正切为0.0023，介质厚度h = 6mm;采用SIW和矩形波导的等效公式，确定第一介质层中金属化通孔间距P = 2mm，金属化通孔直径D = 0.4mm，两排金属化通孔间距W =20mm ο
[0023]进一步地，所述第二介质层采用RogersRT5880介质基板，其相对介电常数er =2.1，损耗正切为0.0009，厚度为2mm。
[0024]进一步地，所述第一金属层、第二金属层和第三金属层为0.0lmm厚的铜;所述金属隔板为0.0lmm厚的铜，且金属隔板设置于第一介质层的中间，将第二介质层隔断为相同的两部分。
[0025]如图3所示，为第二金属层、一体化结构的输入匹配结构和输出匹配结构的俯视图，其中，输入匹配结构为一个梯形过渡结构，其连接带状线输入端的宽度W5q ? 4mm，连接SIW端口的宽度Wsiw ? 6mm，带状线输入端和SIW端口之间的距离L = 5.91mm;输入匹配结构和输出匹配结构为互易的。
[0026]对比例
[0027]对比例与实施例的区别在于，所述第二介质层中未设置金属隔板，其余与实施例相同。
[0028]图4和图6分别为对比例不带金属隔板的带状线和基片集成波导的一体化结构的回波损耗测试曲线和插入损耗测试曲线，图5和图7分别为实施例带金属隔板的带状线和基片集成波导的一体化结构的回波损耗测试曲线和插入损耗测试曲线；由图4、5、6、7可知，实施例一体化结构在3.25Hz到4.5Hz范围内，插入损耗小于0.24dB，回波损耗大于30dB，回波损耗相对于对比例的一体化结构减小了约I OdB。
【主权项】
1.一种带金属隔板的带状线和基片集成波导的一体化结构，包括依次层叠的第一金属层、第一介质层、第二金属层、第二介质层和第三金属层;所述第一介质层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层、第一介质层和第二金属层;所述第二介质层中设置一个金属隔板，以将第二介质层隔断，所述金属隔板垂直于传输方向。2.根据权利要求1所述的带金属隔板的带状线和基片集成波导的一体化结构，其特征在于，所述第一介质层、第二介质层材料为PCB板。3.根据权利要求1所述的带金属隔板的带状线和基片集成波导的一体化结构，其特征在于，所述第一金属层、第二金属层和第三金属层为铜薄膜或金薄膜。4.根据权利要求1所述的带金属隔板的带状线和基片集成波导的一体化结构，其特征在于，所述金属隔板为铜或金。
【专利摘要】一种带金属隔板的带状线和基片集成波导的一体化结构，属于微波通信领域。包括依次层叠的第一金属层、第一介质层、第二金属层、第二介质层和第三金属层；所述第一介质层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层、第一介质层和第二金属层；所述第二介质层中设置一个金属隔板，以将第二介质层隔断，所述金属隔板垂直于传输方向。本发明垂直于传输方向设置的金属隔板能有效阻止信号在第二介质层中的传输，使信号通过第一介质层即SIW结构传输，有效提高了传输性能；且本发明一体化结构减小了插入损耗和回波损耗。
【IPC分类】H01P3/00
【公开号】CN105680131
【申请号】CN201610040497
【发明人】邓龙江, 梁新鹏, 汪晓光, 陈良, 李丽华, 董师伶, 梁迪飞, 刘翰林
【申请人】电子科技大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年1月21日