一种毫米波波导防泄露接口装置的制作方法

本发明涉及毫米波雷达，尤其涉及一种毫米波波导防泄露接口装置。

背景技术：

1、随着adas技术的快速发展，在其功能和性能越来越强大的同时，对所用传感器的性能要求也越来越高，毫米波雷达作为adas系统中非常重要的传感器，对其性能不可避免地也提出了新的更高的要求，微带线因其成本低、加工简单、便于集成等优点被广泛运用于毫米波雷达，但是微带线的损耗较大，带宽较窄，严重影响了毫米波雷达的探测性能，因此，采用具有低损耗、大带宽的波导天线替换原来的微带天线自然也就成为77ghz毫米波雷达性能突破的重要方向。当前越来越多的雷达射频芯片采用lip封装技术，将射频芯片上原来常规的用于贴在pcb上的射频收发bga管脚，改成了波导口，射频芯片在pcb上完成贴片后，只在pcb的另一面留下对应的波导口用于与波导天线连接，但是因为波导天线和pcb是两种完全不同的生产工艺，在两种生产工艺的波导口对接时通常会因为生产工艺的原因使得波导天线与pcb之间的波导接口存在缝隙而导致信号泄露，严重影响毫米波信号的传输质量。

2、因此，如何确保毫米波在这种存在缝隙的情况下稳定传输就成为波导天线在毫米波雷达应用中急需解决的一个重要问题。

技术实现思路

1、本发明提出一种毫米波波导防泄露接口装置，当电磁波从第一矩形波导通过波导口向设置于pcb基板上的第一波导传播时，周期性结构在对应表面形成一道理想磁壁pmc，包围在波导口周围，以用于阻止电磁波从波导口之间的缝隙泄露出去，确保电磁波在第一矩形波导和第一波导之间稳定传输，而且采用pcb工艺来设计周期性结构，结构简单、工艺成熟，且便于集成，也有效降低波导天线部分模具的复杂度和生产难度，从而降低了生产成本。

2、为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：

3、一种毫米波波导防泄露接口装置，装置包括第一矩形波导1和pcb基板2；

4、第一矩形波导1设置于pcb基板2的第一侧，pcb基板2的第一侧设置有贯穿pcb基板2的第一波导21，第一矩形波导1的波导口11的中心与第一波导21位于pcb基板2第一侧的波导口211的中心对齐；

5、在pcb基板2的第一侧所在层围绕波导口211设置周期性结构22，当电磁波从第一矩形波导1通过波导口11和波导口211向设置于pcb基板上的第一波导21传播时，周期性结构22在对应表面形成一道理想磁壁pmc，包围在波导口11和波导口211周围，以用于阻止电磁波从波导口11和波导口211之间的缝隙泄露出去，从而确保电磁波在第一矩形波导1和位于pcb基板2上的第一波导21之间稳定传输。

6、进一步地，第一矩形波导1的横截面为矩形，横截面的宽度和高度基于所要传输频段电磁波信号的要求确定；

7、第一矩形波导1垂直于pcb基板2放置，沿其传播方向的中线垂直于pcb基板2，第一矩形波导1波导口11的环形侧壁111在同一平面内，并且与pcb基板2保持平行。

8、进一步地，第一矩形波导1为基于金属cnc加工制作而成或者基于注塑塑料金属化制作而成。

9、进一步地，pcb基板2为高频pcb板材，在pcb基板2上与第一矩形波导1相对应的位置设置有贯穿于pcb基板2的第一波导21，第一波导21要满足传输所需频段电磁波的尺寸要求，还满足与射频芯片波导接口的匹配要求，以确保电磁波在第一波导21和射频芯片之间稳定传输。

10、进一步地，第一波导21包括设置于pcb基板2上的波导孔212和附着在波导孔212上的波导壁213，波导孔212通过铣刀或转头在pcb基板2上按照特定的尺寸要求加工而成，波导壁213是附着在波导孔212上的通过电镀形成的一层镀铜，并在pcb基板2的第一侧所在层形成孔环214，在pcb基板2的第二侧所在层形成孔环215。

11、进一步地，在pcb基板2第一侧所在层围绕第一波导21的波导口211设置有周期性结构22，周期性结构22为多个边长相等的正多边形贴片，贴片之间的距离相同，贴片的中心设置金属化过孔221，金属化过孔221连通贴片和设置于pcb基板第二侧所在层的金属地板23，靠近第一侧所在层的孔环214的贴片与孔环214相接或者不相接，周期性结构22与第一矩形波导1波导口11的环形侧壁111组成电磁波防泄漏结构，其中，周期性结构22为在pcb基板2生产时与pcb波导腔一起生产制造完成；

12、位于波导口211第一边的周期性结构贴片与波导口211的孔环214相接不留间隙，位于波导口211第二边的周期性结构贴片与孔环214相接或保持最大不超过周期性结构22尺寸30％的间距，其中，第一边长于第二边，周期性结构贴片为周期性结构(22)对应的贴片；

13、围绕在波导口211孔环214最内层的周期性结构22根据孔环214的实际尺寸进行布置，允许围绕孔环214最内层的周期性结构22存在间距，在外层使用周期性贴片将该间距封堵住，或通过增大贴片之间的间距使周期性结构贴片围绕孔环214；

14、周期性结构贴片之间的间距根据所需包围的实际孔环214尺寸设置成等间距或不等间距，或是部分等间距和部分不等间距混用。

15、进一步地，贴片的边长和贴片之间的间距，是基于所需的工作频率和pcb基板2的介电常数和厚度来确定的；

16、基于所需的工作频率和pcb基板2的介电常数和厚度确定贴片的边长和贴片之间的间距，包括：

17、基于所需的工作频率确定pcb基板2的自由空间波长；

18、基于pcb基板2的介电常数和厚度确定有效介电常数；

19、基于自由空间波长和有效介电常数确定pcb基板2的有效波长；

20、基于pcb基板2的有效波长确定贴片的边长和贴片之间的间距。

21、进一步地，pcb基板2采用介电常数为3.32，损耗角正切为0.004，厚度为0.088mm的介质板；

22、周期性结构22采用正方形贴片，正方形贴片的边长为0.91mm，贴片间距为0.12mm-0.16mm，正方形贴片中间使用直径为0.3mm的金属过孔。

23、进一步地，当第一矩形波导1的波导口11与位于pcb基板2上的第一波导21波导口211之间存在缝隙时，在第一波导21表面会形成一道理想磁壁围绕在波导口211周围，以用于在第一矩形波导1的波导口11与位于pcb基板2上的第一波导21波导口211之间加上一段由理想磁壁围成的无形的波导腔体，防止电磁波从第一矩形波导1的波导口11和位于pcb基板2上的第一波导21波导口211之间的缝隙泄露，从而实现电磁波在第一矩形波导1和位于pcb基板2上的第一波导21之间稳定传输。

24、进一步地，当第一矩形波导1的波导口11和位于pcb基板2的第一波导21波导口211之间存在0.2mm间隙时，从第一矩形波导1传输至pcb基板2上的第一波导21在74ghz-83ghz频段范围的传输损耗低于0.2db。

25、进一步地，当pcb基板2适配8个波导口时，在波导口之间存在0.2mm间隙时，8个通道接口在75ghz-82ghz频段范围内插损均低于0.25db。

26、本发明提供的一种毫米波波导防泄露接口装置的有益效果如下：

27、当电磁波从第一矩形波导通过波导口向设置于pcb基板上的第一波导传播时，周期性结构在对应表面形成一道理想磁壁pmc，包围在波导口周围，以用于阻止电磁波从波导口之间的缝隙泄露出去，可以确保电磁波在第一矩形波导和第一波导之间稳定传输，而且采用pcb工艺来设计周期性结构，结构简单、工艺成熟，且便于集成，也有效降低波导天线部分模具的复杂度和生产难度，从而降低了生产成本。

28、而且，本发明所设计的毫米波波导防泄露接口装置带宽较宽，损耗较小；该装置对缝隙有较好的容忍度，便于波导天线的生产组装；此外采用pcb工艺来设计周期性结构，结构简单、工艺成熟，且便于集成，可以有效降低波导天线部分模具的复杂度和生产难度，从而降低了生产成本。