一種新型的基片集成非輻射介質波導饋電結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種新型的基片集成非輻射介質波導饋電結構，屬于微波技術領域。
【背景技術】
[0002]隨著通信行業以及軍事需求的急劇發展，頻譜資源日益緊缺，毫米波頻譜波段的發展成為了必不可免的趨勢。然而，由于頻率的升高，傳統的導波結構，如微帶線、帶狀線等表現出不佳的導體損耗，使得其在毫米波段的應用受到限制，而傳統金屬波導結構又因為其價格昂貴且不能很好的與平面電路混合集成，也非理想的毫米波器件。
[0003]1987年提出來的非輻射介質波導被證明是一種極具優勢的毫米波導波結構，它由兩塊金屬板以及夾在中間的介質條組成，介質高度小于二分之一波長。該結構特征使其在結構彎曲和不連續處具有低輻射損耗。但是，該非輻射介質波導由于其加工難度大，結構不易穩定，且不易與平面電路集成，極大限制了其在毫米波領域的應用。
[0004]基片集成非輻射介質波導是傳統非輻射介質波導的一種改良結構，它通過將介質條帶拓寬，并在介質條帶兩側打上空氣孔以實現傳統介質條帶導波通路，解決了傳統非輻射介質波導結構不穩定的難題。然而，和傳統非輻射介質波導一樣，該改良的結構仍舊需要用金屬板進行覆蓋，金屬板與介質板之間的空隙無法消除，對結構性能影響頗大。
[0005]基于此，直接在印刷電路板或金屬覆蓋的介質上打孔實現基片集成非輻射介質波導技術被提了出來。該技術利用印刷電路板或金屬覆蓋的介質替代之前提出的基片集成非輻射介質波導的介質部分，無需另外的金屬板進行覆蓋。通過直接在印刷電路板或金屬覆蓋的介質上兩側打孔，能夠有效降低兩側的有效介電常數，從而可以形成一條介質通帶傳輸電磁波，通過仔細選擇打孔的排列方式和幾何尺寸，可以有效抑制開孔處的輻射。該結構進一步簡化了傳統非輻射介質波導的制作過程，對毫米波混合集成系統的發展具有十分重要的指導意義。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的技術問題是提供一種新型的基片集成非輻射介質波導饋電結構，首先通過工藝將兩塊材質相同、大小不一的印刷電路板疊合在一起，然后利用在印刷電路板上直接打孔技術在疊合部分實現非輻射介質波導結構，再在兩塊印刷電路板中相對長的那一塊印刷電路板上制作從微帶線到槽線的過渡結構，最后通過線性漸變結構實現槽線與基片集成非輻射介質波導的過渡。由于基于基片集成非輻射介質波導的工作模式為縱磁模，因而激勵該結構也是當前急需解決的一個難題。該發明提供了一種新型的基片集成非輻射介質波導饋電結構，擴大非輻射介質波導結構在現代微波毫米波電路集成中的應用。
[0007]本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案:
本發明提供一種新型的基片集成非輻射介質波導饋電結構，包括材質相同的第一、第二印刷電路板，第一印刷電路板的長度大于第二印刷電路板的長度，第一印刷電路板的寬度大于或等于第二印刷電路板的寬度；所述第二印刷電路板堆疊放置在第一印刷電路板上表面，第一印刷電路板與第二印刷電路板同軸；在所述第一、第二印刷電路板的重疊區域，沿長邊方向在對折線兩側對稱設置空氣孔，實現非輻射介質波導結構；在所述第一印刷電路板的上表面，沿長邊方向的對折線，從第二印刷電路板的兩個短邊開始，分別向外延伸設置第一、第二槽線，且第一、第二槽線的長度小于第一、第二印刷電路板的長度之差的1/2 ;從第二印刷電路板的兩個短邊開始，分別向內延伸設置起始寬度與槽線寬度相同且逐漸加寬的漸變結構，用以匹配第一、第二槽線，實現槽線與非輻射介質波導的過渡；在所述第一印刷電路板的下表面，在未重疊區域、沿短邊方向，從第一印刷電路板的任一長邊開始，向內對稱設置第一、第二微帶線；所述第一、第二微帶線在第一印刷電路板上表面的投影分別與第一、第二槽線垂直相交，用以在波導中心處實現激勵；所述第一、第二微帶線和第一、第二槽線的端口分別設置有匹配調節結構。
[0008]作為本發明的進一步優化方案，在所述第一、第二印刷電路板的重疊區域，沿長邊方向未設置空氣孔的區域的寬度為0.05 λ到1.5 λ，其中，λ為電磁波波長。
[0009]作為本發明的進一步優化方案，所述漸變結構為線性漸變或者指數漸變結構。
[0010]作為本發明的進一步優化方案，所述匹配調節結構為圓形或扇形。
[0011]作為本發明的進一步優化方案，所述空氣孔為圓孔，其直徑為相鄰孔間距為 0.25mm~lmm0
[0012]作為本發明的進一步優化方案，所述空氣孔為方形孔，其邊長為相鄰孔間距為 0.
[0013]作為本發明的進一步優化方案，所述第一、第二槽線的寬度為0.1mm到Imm0
[0014]本發明采用以上技術方案與現有技術相比，本發明所述的結構采用了兩塊印刷電路板上，并在兩塊印刷電路板重疊部分利用打孔實現了基片集成非輻射介質波導結構制作，簡化了非輻射介質波導的制作工藝，結構簡單；同時，本發明在兩塊印刷電路板中較長的那一塊上面直接設置微帶線到槽線的過渡，在接近基片集成非輻射介質波導中心處進行激勵，比現有的在基片集成介質波導頂部或底部激勵更有效率，帶寬更高，為基于基片集成非輻射介質波導結構提供了一種新型的結構，具有極其優越的微波毫米波集成電路系統應用前景。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明的整體結構的主視圖。
[0016]圖2是第一印刷電路板的俯視圖。
[0017]圖3是第一印刷電路板的仰視圖。
[0018]圖4是本發明的整體結構的俯視圖。
[0019]其中:1_第一印刷電路板；2-第二印刷電路板；3-空氣孔；4-槽線；5_匹配調節結構；6-漸變結構；7-微帶線。
[0020]圖5是過渡結構的S參數仿真性能圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本發明的技術方案做進一步的詳細說明:
本發明提供一種新型的基片集成非輻射介質波導饋電結構，如圖1所示，包括材質相同的第一、第二印刷電路板，第一印刷電路板的長度L1大于第二印刷電路板的長度L 2，第一印刷電路板的寬度大于或等于第二印刷電路板的寬度；所述第二印刷電路板堆疊放置在第一印刷電路板上表面，第一印刷電路板與第二印刷電路板同軸，即第一印刷電路板的中心與第二印刷電路板的中心在同一直線上，且第二印刷電路板的短邊與第一印刷電路板的短邊平行；在所述第一、第二印刷電路板的重疊區域，沿長邊方向在對折線兩側對稱設置空氣孔，實現非輻射介質波導結構。如圖2所示，在所述第一印刷電路板的上表面，沿長邊方向的對折線，從第二印刷電路板的兩個短邊開始，分別向外延伸設置第一、第二槽線，且第一、第二槽線的長度L