板对板波导馈电结构的制作方法

1.本实用新型涉及微波技术领域，特别涉及一种板对板波导馈电结构。


背景技术：

2.随着科学技术的发展，通信设备或者雷达设备功能越来越强大，性能越来越好。要达到功能强大，性能好，势必对电路的设计难度，电路的复杂程度，电路的性能等等提出更高的要求，同时使用的频点也会越来越高。而散热外壳、屏蔽金属外壳、多个pcb和多个功能模块等组合装配的情况就会越来越多。为了避免信号的相互串扰、外泄、信号强度损失过大或信号纯度变差等等不良问题的产生，最终对pcb之间的馈电互连，以及对模块之间的馈电互连提出更高的要求。
3.目前，常规的馈电方法有穿墙同轴电缆馈电、外接同轴馈电和板对板连接器馈电等。穿墙同轴电缆馈电，装配焊接困难，人工成本高，到了更高的频点容易出问题。外接同轴馈电，需要增加微带转同轴连接器以及相应的上下连接同轴电缆，需要更多装配步骤和焊接焊接工作。板对板连接器馈电，到了更高的频点，能够满足要求的连接器很少，同时存在损耗偏大，信号屏蔽保护性能不好等问题。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种板对板波导馈电结构，能够适用于高频信号的馈电，同时结构更紧凑。
5.根据本实用新型实施例的板对板波导馈电结构，包括：波导，所述波导的第一端和所述波导的第二端封闭，所述波导的内部设置有腔室，所述腔室包括依次连通的第一工作腔、第二工作腔和第三工作腔；第一pcb板，所述第一pcb板的第一端设置在所述第一工作腔与所述第二工作腔之间，所述pcb板的第一端设置有与所述腔室匹配的第一通孔，所述第一pcb板上设置有第一传输线和第一波导微带转换探针，所述第一传输线与所述第一波导微带转换探针的第一端电性连接，所述第一波导微带转换探针第二端位于所述第一通孔内；第二pcb板，所述第二pcb板的第一端设置在所述第二工作腔与所述第三工作腔之间，所述第二pcb板的第一端设置有与所述腔室匹配的第二通孔，所述第二pcb板上设置有第二传输线和第二波导微带转换探针，所述第二传输线与所述第二波导微带转换探针的第一端电性连接，所述第二波导微带转换探针的第二端位于所述第二通孔内。
6.根据本实用新型实施例的板对板波导馈电结构，至少具有如下有益效果：高频信号通过第一传输线进入第一波导微带转换探针，并通过第一波导微带转换探针的第二端进入波导的腔室内，由于波导的第一端和第二端封闭，第一工作腔通过第一通孔和第二工作腔连通，第二工作腔通过第二通孔和第三工作腔连通，高频信号被限制在腔室内传播，当高频信号传播到第二波导微带转换探针，则通过第二波导微带转换探针进入第二传输线，完成板对板之间的馈电，即该板对板波导馈电结构能够适用于高频信号的馈电，并且使用较少的器件和结构，使得板对板波导馈电结构更紧凑。
7.根据本实用新型的一些实施例，所述波导设置有第一通道和第二通道，所述第一波导微带转换探针的第二端通过所述第一通道穿设于所述腔室内，所述第二波导微带转换探针的第二端通过所述第二通道穿设于所述腔室内，以便于第一波导微带转换探针和第二波导微带转换探针通过波导进行馈电。
8.根据本实用新型的一些实施例，所述第一pcb板的第一端设置有第一过孔，所述波导的中部和所述波导的上部通过所述第一过孔固定连接，以便于将第一pcb板固定在波导的中部和波导的上部之间。
9.根据本实用新型的一些实施例，所述第二pcb板的第一端设置有第二过孔，所述波导中部和所述波导的下部通过所述第二过孔固定连接，以便于将第二pcb板固定在波导的中部和波导的下部之间。
10.根据本实用新型的一些实施例，所述波导是矩形波导，所述腔室的长和宽满足公式：λ
c
是所述矩形波导的截止波长，m和n共同表示电磁波的模式，a是所述腔室的长，b是所述腔室的宽，且a大于或等于b，以便于更好地实现板对板之间的高频信号的馈电。
11.根据本实用新型的一些实施例，所述第一波导微带转换探针的第二端和/或所述第二波导微带转换探针的第二端的长度范围是所述腔室的长的0.2倍至0.25倍，以便于更好地实现板对板之间的高频信号的馈电。
12.根据本实用新型的一些实施例，所述第一工作腔的高度为第一高度，所述第二工作腔的高度为第二高度，所述第三工作腔的高度为第三高度，所述第一高度、所述第二高度和所述第三高度之和为所述电磁波的波长的整倍数，且至少为一倍，以便于更好地实现板对板之间的高频信号的馈电。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述第一高度等于所述第三高度，以便于更好地实现板对板之间的高频信号的馈电。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述第一传输线和/或所述第二传输线是微带线或者带状线，以便于传输高频信号。
15.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
16.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
17.图1为本实用新型实施例的板对板波导馈电结构的结构示意图；
18.图2为图1所示的板对板波导馈电结构的波导的剖视图；
19.图3为图1所示的板对板波导馈电结构的第二pcb板的俯视图；
20.图4为图1所示的第一pcb板设置微带线的结构示意图；
21.图5为图1所示的第二pcb板设置带状线的结构示意图。
22.附图标记如下：
23.波导100、腔室110、第一工作腔111、第二工作腔112、第三工作腔113、第一通道120、第二通道130、矩形波导140；
24.第一pcb板200、第一通孔210、第一传输线220、微带线221、第一波导微带转换探针230、第一过孔240、第一介质基片250、第一接地层260；
25.第二pcb板300、第二通孔310、第二传输线320、带状线321、第二波导微带转换探针330、第二过孔340、第二介质基片350、第二接地层360。
具体实施方式
26.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
27.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
28.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个及两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二、第三只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
29.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
30.参照图1，板对板波导馈电结构，包括：波导100、第一pcb板200和第二pcb板300。波导100的第一端和波导100的第二端封闭，波导100的内部设置有腔室110，腔室110包括依次连通的第一工作腔111、第二工作腔112和第三工作腔113，第一工作腔111的高度为第一高度，第二工作腔112的高度为第二高度，第三工作腔113的高度为第三高度；第一pcb板200的第一端设置在第一工作腔111与第二工作腔112之间，第一pcb板200的第一端设置有与腔室110匹配的第一通孔210，第一pcb板200上设置有第一传输线220和第一波导微带转换探针230，第一传输线220与第一波导微带转换探针230的第一端电性连接，第一波导微带转换探针230第二端位于第一通孔210内；第二pcb板300的第一端设置在第二工作腔112与第三工作腔113之间，第二pcb板300的第一端设置有与腔室110匹配的第二通孔310，第二pcb板300上设置有第二传输线320和第二波导微带转换探针330，第二传输线320与第二波导微带转换探针330的第一端电性连接，第二波导微带转换探针330的第二端位于第二通孔310内。
31.具体地，高频信号通过第一传输线220传输到第一波导微带转换探针230，再传输到波导100的腔室110内，由于波导100的第一端和第二端是封闭的，高频信号在波导100的腔室110内传播，当高频信号传播到第二波导微带转换探针330，则通过第二波导微带转换探针330传输到第二传输线320，完成板对板之间的高频信号的馈电。
32.需要说明的是，参照图1，波导100的第一端是指波导100的上端，波导100的第二端
是指波导100的下端。
33.需要说明的是，波导100的腔室110可以划分为第一工作腔111、第二工作腔112和第三工作腔113，并且第一工作腔111的第一高度和第三工作腔113的第三高度都为0.25+n个波长λ，第二工作腔112的第二高度为0.5+m个波长λ，腔室110的总高度为第一高度、第二高度和第三高度之和，则腔室110的总高度是1+m+n个波长λ，其中，m和n都是大于或等于0的整数，并且用于表示电磁波的模式，即腔室110的总高度至少为一个波长λ，波长λ是指电磁波的波长。
34.高频信号在波导100的腔室110内以电磁波的形式传播，以te
mn
模式的电磁波为例，当m取值为1，n取值为0，则电磁波的模式为te
10
，从而第一高度和第三高度都为0.25个波长λ，第二高度为1.5个波长λ，腔室110的总高度为2个波长λ。此外，根据实际需求，第一高度、第二高度和第三高度可以存在一定误差，即第一高度和第三高度略大于或略小于0.25+n个波长λ，第二高度略大于或略小于0.5+m个波长λ。
35.需要说明的是，板对板波导馈电结构使用较少的器件和结构，同时波导100的腔室110的总高度较小，从而波导100的总高度也较小，使得板对板波导馈电结构在结构上更紧凑。
36.需要说明的是，第一工作腔111通过第一pcb板200的第一通孔210与第二工作腔112连通，第二工作腔112通过第二pcb板300的第二通孔310与第三工作腔113连通，使第一工作腔111、第二工作腔112和第三工作腔113依次连通，以使高频信号能够以电磁波的形式在腔室110内传播。此外，第一通孔210与腔室110匹配是指，第一通孔210的形状及尺寸和腔室110的横截面的形状及尺寸接近，以避免对波导100的传播特性产生影响。即第一通孔210的形状及尺寸需要根据实际情况来调整，使第一通孔210的形状及尺寸与腔室110的横截面的形状及尺寸相等；或者使第一通孔210的形状与腔室110的横截面的形状相等，而第一通孔210的尺寸略大于或略小于腔室110的横截面的尺寸。
37.第二通孔310与腔室110匹配是指，第二通孔310的形状及尺寸和腔室110的横截面的形状及尺寸接近，以避免对波导100的传播特性产生影响。即第二通孔310的形状及尺寸需要根据实际情况来调整，使第二通孔310的形状及尺寸与腔室110的横截面的形状及尺寸相等；或者使第二通孔310的形状与腔室110的横截面的形状相等，而第二通孔310的尺寸略大于或略小于腔室110的横截面的尺寸。
38.参照图1和图2，波导100设置有第一通道120和第二通道130，第一波导微带转换探针230的第二端通过第一通道120穿设于腔室110内，第二波导微带转换探针330的第二端通过第二通道130穿设于腔室110内。具体地，第一通道120用于容纳第一波导微带转换探针230的第二端，使第一波导微带转换探针230的第二端可以设于腔室110内，以使高频信号通过第一波导微带转换探针230传输到腔室110内；第二通道130用于容纳第二波导微带转换探针330的第二端，使第二波导微带转换探针330的第二端可以设于腔室110内，以使高频信号通过第二波导微带转换探针330传输到第二传输线320。
39.参照图1，第一pcb板200的第一端设置有第一过孔240，波导100的中部和波导100的上部通过第一过孔240固定连接。具体地，波导100的上部通过第一过孔240和波导100的中部固定连接，同时，将第一pcb板200固定在波导100的上部和波导100的中部之间，以便于高频信号可以稳定地传输到波导100的腔室110内。
40.参照图1和图3，第二pcb板300的第一端设置有第二过孔340，波导100中部和波导100的下部通过第二过孔340固定连接。具体地，波导100的中部通过第二过孔340和波导100的下部固定连接，同时，将第二pcb板300固定在波导100的中部和波导100的下部之间，以便于高频信号可以稳定地传输到第二传输线320。
41.需要说明的是，第一过孔240和第二过孔340都是金属化过孔，以便于波导100的上部、波导100的中部和波导100的下部之间的连接。
42.参照图1和图2，波导100是矩形波导140，腔室110的长和宽满足公式：
43.λ
c
是矩形波导140的截止波长，m和n共同表示电磁波的模式，a是腔室110的长，b是腔室110的宽，且a大于或等于b。具体地，可以根据调整a和b的数值，实现矩形波导140的不同传输模式，即调整矩形波导140的截止波长和截止频率。例如，使a大于b则实现主模传输，一般为te
10
模。
44.需要说明的是，电磁波的波长和工作频率的关系满足公式：其中，c是光速，f是电磁波的工作频率，f
c
是矩形波导140的截止频率。在矩形波导140中，电磁波的波长需要小于矩形波导140的截止波长，则可以计算得到电磁波的波长，再调整腔室110的长和宽，以使矩形波导140的截止波长大于电磁波的波长，以便于实现板对板之间的高频信号的馈电。
45.需要说明的是，第一波导微带转换探针230的第二端和/或第二波导微带转换探针330的第二端的长度范围是腔室110的长的0.2倍至0.25倍。第一波导微带转换探针230的第二端的长度和/或第二波导微带转换探针330的第二端的长度需要根据电磁波的工作模式和工作频率来调整，以te
10
的电磁波为例，第一波导微带转换探针230的第二端和第二波导微带转换探针330的第二端的长度范围是腔室110的长的0.2倍至0.25倍。
46.例如，第一波导微带转换探针230的第二端的长度为腔室110的长的0.2倍，第二波导微带转换探针330的第二端的长度是腔室110的长的0.25倍，可以使第一波导微带转换探针230传输高频信号，使第二波导微带转换探针330接收高频信号，以实现板对板之间的高频信号的馈电。
47.或者，第一波导微带转换探针230的第二端的长度为腔室110的长的0.25倍，第二波导微带转换探针330的第二端的长度是腔室110的长的0.2倍，可以使第一波导微带转换探针230传输高频信号，使第二波导微带转换探针330接收高频信号，以实现板对板之间的高频信号的馈电。
48.需要说明的是第一波导微带转换探针230的形状和第二波导微带转换探针330的形状也需要根据实际情况来调整。例如，参照图3，第二波导微带转换探针330的第二端比第一端粗，以便于使高频信号在第二波导微带转换探针330的第二端传输到腔室110内。
49.参照图4和图5，第一传输线220和/或第二传输线320是微带线221或者带状线321。具体地，第一传输线220可以是微带线221或者带状线321，第二传输线320可以是微带线221
或者带状线321。参照图4，第一传输线220是微带线221，对应的第一pcb板200则包括第一介质基片250和第一接地层260，微带线221和第一接地层260分别设置在第一介质基片250的相对的两侧，以实现微带线221传输高频信号。参照图5，第二传输线320是带状线321，对应的第二pcb板300则包括两个第二介质基片350和两个第二接地层360，带状线321的相对的两侧分别设置第二介质基片350，第二介质基片350与带状线321相对的一侧设置第二接地层360，以此实现带状线321传输高频信号。
50.需要说明的是，微带线221利于传输对传输速度要求高的信号，同时抗干扰能力强；带状线321的阻抗容易控制，屏蔽性能好，但传输速度较慢。
51.上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。