带状传输线到波导的转换制造技术

本发明专利技术描述了一种带状传输线与波导传输线的转换或阻抗耦合。带状传输线通过其与底板之间的介电体与底板隔开，穿过底板和底板另一侧面上的波导传输线的侧壁（底板和侧壁可以是同一块）形成孔隙。每条传输线电抗性终止或在端口上终止；为了通过转换进行简单耦合，每条传输线的一端形成电抗性短截线终端，例如开端电路终端。可以设置波导信道的波导侧壁和连接波导侧壁的波导底。这些波导的侧壁与底板相连，以提供波导传输线的波导顶部。孔隙优选横切于微带传输线设置，其穿过底板中的开口，也通过耦合的波导侧壁，其可与底板相隔或与底板成一体。调整传输线的阻抗以影响通过孔隙提供的耦合。通过这种方式可形成多端口的阻抗耦合传输线。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电磁波能量传输领域，具体涉及通过良好地适合于广泛功能和极低成本的产品的结构将电磁波从带状传输线耦合到波导传输线的方法和装置。
技术介绍
在诸如商业自动雷达系统(例如DE/Delphi的77GHz的ForwardLooking Radar)的微波和毫米波能量传输领域中，涉及到大量微波或毫米波成分，其包括毫米集成电路(MMIC)、二极管、印刷电路、天线、和可能的诸如压控振荡器(VCO)和介电体之类的波导部件。由于该方法成本极低，因此所用的大多数部件通常安装在微带传输线电路上。然而更为优选的是，诸如天线的一些部件与波导传输线而不是与微带传输线相配。因此，当微带传输线与波导传输线一起使用时，就需要一种有效途径在微带传输线和波导传输线之间转换发射波能量，同时还没有严重的回波损耗和内插损耗损失。将微带设计成波导转换的一个方法是利用探针将能量耦合到波导中和将其从波导中耦合出来。然而，在频率非常高(例如77GHz)的情况下，探针非常小，而且在大规模的制造环境下很难进行处理。制造公差能引起严重的回波损耗和内插损耗的损失。例如，已知一种叫作探针投入的现有技术的耦合技术。修剪电路板(例如DUROIDTM板)，以便使具有微波传输线的接头能插到波导中，其中微带传输线延伸到接头末端。将位于伸入波导内部的微带传输线下方的普通电路板底板切掉，以便使电路板的介电体部分支撑起微带传输线作为探针的“伸出”接头部分。将切削了的板放到波导开口中，由此产生了进入波导的探针。然而，该方法的困难是在大规模制造环境中制造和装配部件的能力。切削电路板以制造微带探针，然后将切削后的电路板塞入波导结构体中，以便使电路板的底板与波导侧壁之间存在良好接触，这其中存在一些困难。另外，应当注意的是，必需小心控制有电路板插入的波导开口，以便使探针不会与波导侧壁发生短路。同样地，本领域的那些技术人员能理解的是，涉及以机械和电学方式设置稳定的微带探针末端投入的整个制造与装配过程不是简单的事情。另一个类似的探针投入技术也涉及电路板上(例如DUROIDTM板)的微带传输线，其中在沿微带传输线的端点处存在一系列围绕端点的矩形图形通路，其穿过电路板并与普通的电路板底板相连。通路的矩形图形将所有通路都导向底板。然后波导后部短路(back short)与底板上的通路相连，使波导侧壁在端点处垂直于电路板，以便形成微带到波导的转换。该方法使该端点投入在电路板中间形成，而不是象前面描述的那样将切削电路板和“伸出”接头探针设置在末端。该方法也需要在波导上设置相当大的开口，这能产生不希望的漏泄辐射。然而该后面的方法与前面的切板方法相比能稍微容易完成，但其仍存在与前述内容类似的制造控制问题。因此，仍然需要一种将微波或毫米波频率范围的能量从微带传输线耦合到波导传输线的高效且成本合算的方法和装置。本专利技术就提供了这样一种微带到波导的转换，其简单结构使其对于大规模制造是理想的。此外，这些耦合方法和装置并不限制于微波和较高频率，而是其对于将带状传输线耦合到波导传输线的所有方式都是有价值和可利用的。专利技术概述依照本专利技术，提供了一种将一条或多条带状传输线耦合到波导传输线上的方法和装置。可通过一条或多条带状传输线与底板之间的介电体将带状传输线与底板隔离。每条传输线都可电抗性(reactively)终止，或可构成抵抗阻抗相当大的端口。将波导传输线设置在与带状传输线的传导带相反的对应底板的对侧面上，设置孔隙，使其贯穿波导侧壁和带状传输线的底板。该孔隙将干扰包含两条传输线的传输场，由此在二者之间产生要被耦合的能量。通过采用n个孔隙将一条或多条带状传输线耦合到波导上，由此可形成高达2(n+1)个端口的阻抗耦合网络。利用耦合成a的多达n条的不同传输线可实现该目的。设置至少具有一个波导侧壁的波导。波导可以是信道，其具有波导侧壁和沿信道设置的波导短路侧壁，但是它也可以采用其它形式(例如长方形或圆形)。对于信道波导，波导侧壁尺寸很窄，它可以直接连到底板上，于是为信道波导传输线提供了一个较宽尺寸的波导顶壁。在底板上设置了孔隙(通常横切于微带传输线)，并在底板上形成孔隙底板开口。孔隙位于与带状传输线最近的位置，其通常位于离诸如开端电路终端的电抗性终端为一半波长(工作频率的中心)的范围内，这构成了带状传输线的电路短截线。孔隙也可以位于与波导电抗终端最接近的位置，这构成了波导传输线电路短截线。在优选实施例中，利用导电胶将微带传输线基板与导电块粘接。传导块具有构成四分之三波导传输线侧壁的沟道。微带基板的底板构成了波导传输线的顶壁。发射波能在微带传输线与波导传输线之间通过微带基板的底板中刻蚀的孔隙耦合。孔隙离微带传输线开端电路端不到操作中心频率处的四分之一波长，且离波导短路壁不到操作中心频率处的四分之一波长。附图的简要说明附图说明图1表示本专利技术实施例的透视图。图2A是图1所述实施例的俯视图；图2B是图1所述实施例的侧视图；图2C是图1所述实施例的正视图；图3是本专利技术优选实施例的各关键尺寸的示意俯视图；图4A是表示本专利技术优选实施例的回波损耗(dB)对频率(GHz)的测量结果图。图4B是表示本专利技术优选实施例的插入损耗(dB)对频率(GHz)的测量结果图。图5表示任何可选择实施例的正视图。图6A是将两条带状传输线与谐振腔耦合的端视图。图6B是图6A所述对象的侧视图，其具有四个可见的端口。图7A是两条带状传输线与波导耦合的端视图。图7B是图7A的侧视图，其具有六个可见的网络端口。图8A是带状传输线与环形波导耦合的端视图。图8B是图8A所述对象的侧视图。详细描述参照图1和图2A、2B和2C，微波或毫米波能量(能)10沿微带传输线12流动，希望将它耦合到波导22中并在波导22中流动，例如对于WR-10波导来说，为说明的目的已将波导22描述为具有长方形的横截面14。(然而，应当注意的是，图1和图2A到图2C中为了清楚说明的目的，仅在截面15上示出了波导22中的能流10。本领域的技术人员能够理解，波导22不会突然在端面15处停止，而是通常会沿所希望或所需要的方向17通过波导传输线电路延伸。)。在板的对侧面上相对于微带传输线12刻蚀孔隙16，使孔隙贯穿后部微带板的底板36(例如贯穿Arlon Isoclad 917板的底板，其厚为0.005”(12μm)，1/2盎斯(15g)的Cu)。由微带传输线的截止端构成与开口16最接近的开端电路短截线20。当能量沿微带传输线传过来并遇到开口时就会激发孔隙场。在与微带底板36中的孔隙开口最近的波导中形成波导短路短截线26。用方向箭头19示意地表示能量，正如下面所详细描述的，由于开端电路和短路短截线设置在能有效彼此抵销电力的位置，因此能量耦合穿过孔隙16并进入波导22。波导从孔隙区域到整高标准波导(例如WR-10)处为锥形。设置锥体24有助于补偿孔隙区域的阻抗失配。例如，失配阻抗大约在50-80欧姆的数量级范围内，而该区域中的正常波导阻抗的范围是几百欧姆。利用渐变的锥体从高波导阻抗连接低微带阻抗。锥体类型并不是关键性的，例如，它可以是直线锥体，或在优选实施例中它是曲线锥体，该曲线锥体能将沿锥体长度的曲率大小最小化。当然，本领域的那些技术人员能够理解的是，锥体越长越好。然而，锥体长度是锥体可利本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将带状传输线与波导传输线耦合的方法，其包括以下步骤：提供一带状传输线，它具有通过中间介电体与对应底板隔开的传导带；在离传导带最近的位置制造一穿过底板的开口；提供一波导，其具有一波导侧壁和穿过波导侧壁的开口；以及将底板连接 到实际离所述波导开口和所述底板开口周围小于波导侧壁的工作频率中心的十分之一波长范围内，由此形成了穿过波导侧壁和底板的孔隙。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JJ林奇，
申请(专利权)人：HRL实验室有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]