一种适用于W波段的波导微带径向探针转换装置的制作方法

一种适用于w波段的波导微带径向探针转换装置
【技术领域】
1.本实用新型涉及无线通讯和雷达系统技术领域，尤其涉及一种适用于w波段的波导微带径向探针转换装置。


背景技术：

2.随着毫米波技术在无线通讯和雷达系统中的应用持续增长，低成本、高可靠性的毫米波单片集成电路(mmic)的使用也日趋广泛。在使用mmic芯片的毫米波接收系统中，微带线以其便于集成的特点很快成为现代毫米波集成电路中十分重要的传输线形式，各种mmic单片电路也是基于微带传输结构设计制作的。但在毫米波电路系统中，各电路功能模块大多采用金属波导的连接方式，因为随着频率不断提升，微带传输线已不能满足系统中低传输损耗的要求。
3.然而，在该贴片流程中，在后端检查出元件单端焊接、元件移位等问题后，有问题的pcb板只能通过送往人工维修处进行重新焊接，存在换料流程上不够自动化，耗费人力成本的问题，同时若遇到大范围换料的情况，人工维修换料效率低下，且容易出错。
4.因此，实有必要提供一种新的适用于w波段的波导微带径向探针转换装置以解决上述技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是克服上述至少一个技术问题，提供一种适用于w波段的波导微带，从而降低插入能耗及扩展工作频带的作用的径向探针转换装置。
6.为了实现上述目的，本实用新型提供一种适用于w波段的波导微带径向探针转换装置，包括：
7.波导，所述波导包括第一波导和由所述第一波导的一端弯折延伸形成的第二波导，其中，所述第一波导的长度大于所述第二波导的长度；
8.过渡结构，所述过渡结构的一端设置于所述第二波导内，所述过渡结构包括衬底基片和集成于所述衬底基片上的金属导带；
9.所述金属导带包括微带线、连接于所述微带线的末端的高感抗线和连接于所述高感抗线的末端的径向探针，所述径向探针设置于所述第二波导内；
10.其中，所述径向探针的半径为0.52mm，所述径向探针的圆心角为45度，所述径向探针的中心线距离所述第二波导的短路面的距离为0.8mm。
11.更进一步地，所述第二波导的一侧向内凹陷形成矩形开窗，所述径向探针设置于所述矩形开窗内。
12.更进一步地，所述矩形开窗的高度、宽度及长度分别为0.83mm、1.0mm及0.9mm。
13.更进一步地，所述径向探针为扇形结构。
14.更进一步地，所述高感抗线的长度为0.55mm，宽度为0.18mm。
15.更进一步地，所述衬底基片进入所述第二波导的深度为1.0mm。
16.更进一步地，所述微带线的宽度为0.26mm。
17.更进一步地，所述微带线为标准50欧姆微带线。
18.更进一步地，所述衬底基片为rogers 4350材料制成。
19.更进一步地，所述过渡结构在w波段的频率范围为75-110ghz。
20.与相关技术相比，本实用新型通过将过渡结构的探针采用径向探针设置，径向结构一方面可以更大程度的实现电磁能量耦合，从而降低插入损耗，另一方面还可以起到扩展工作频带的作用。
【附图说明】
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
22.图1为本实用新型提供的适用于w波段的波导微带径向探针转换装置的结构示意图；
23.图2为图1的优化仿真结果示意图；
24.图3为本实用新型提供的适用于w波段的波导微带径向探针转换装置的结构示意图；
25.图4为图3的优化仿真结果示意图；
26.图5是本实用新型提供的过渡结构的结构示意图。
27.图中，1、波导，2、第一波导，3、第二波导，4、过渡结构，5、衬底基片，6、金属导带，7、微带线，8、高感抗线，9、径向探针，10、扇形结构。
【具体实施方式】
28.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.请参阅图1-5所示，本实用新型提供一种适用于w波段的波导微带径向探针转换装置，包括波导1和设置于所述波导1内的过渡结构4。
30.所述波导1包括第一波导2和由所述第一波导2的一端弯折延伸形成的第二波导3，其中，所述第一波导2的长度大于所述第二波导3的长度。
31.所述过渡结构4的一端设置于所述第二波导3内，所述过渡结构4包括衬底基片5和集成于所述衬底基片5上的金属导带6。衬底基片5是射频信号的传输媒介，同时也是整个过渡结构4的支撑体，该支撑体方便安装设置金属导带6，通过选择合适的衬底有助于整个过渡电路性能的提升。
32.所述金属导带6包括微带线7、连接于所述微带线7的末端的高感抗线8和连接于所述高感抗线8的末端的径向探针9，所述径向探针9设置于所述第二波导3内；其中，所述径向探针9的半径为0.52mm，所述径向探针9的圆心角为45度，所述径向探针9的中心线距离所述
第二波导3的短路面的距离为0.8mm。常用作过渡衬底基片5的材料一般为低介电常数材料，比如，rogers 4350/5880、石英、氧化铝等，即矩形波导1口的宽边a为2.54mm，窄边b为1.27mm。而过渡转换电路与mmic芯片的连接基本采用金丝键合的混合集成形式。通过将过渡结构4的探针采用径向探针9设置，径向结构一方面可以更大程度的实现电磁能量耦合，从而降低插入损耗，另一方面还可以起到扩展工作频带的作用。
33.其中，波导1采用wr-10标准尺寸，即矩形波导1口的宽边a为2.54mm，窄边b为1.27mm。所述衬底基片5的厚度为0.127mm。衬底基片5上的过渡转换电路尺寸为7.092mm
×
1mm
×
0.127mm，金属导带6厚度0.018mm。
34.在本实施例中，所述第二波导3的一侧向内凹陷形成矩形开窗，两所述径向探针9设置于所述矩形开窗内。使得径向探针9方便插入到第二波导3内，有效降低插入损耗。
35.在本实施例中，所述矩形开窗的高度、宽度及长度分别为0.83mm、1.0mm及0.9mm。矩形开窗大小适宜，径向探针9插入方便，降低损耗。
36.在本实施例中，所述径向探针9为扇形结构10。扇形结构10一方面可以更大程度的实现电磁能量耦合，从而降低插入损耗，另一方面还可以起到扩展工作频带的作用。
37.在本实施例中，所述高感抗线8的长度为0.55mm，宽度为0.18mm。
38.在本实施例中，所述衬底基片5进入所述第二波导3的深度为1.0mm。
39.在本实施例中，所述微带线7的宽度为0.26mm。
40.在本实施例中，所述微带线7为标准50欧姆微带线7。由于径向探针9在阻抗上呈现容性电抗，因此在径向探针9与50欧姆微带之间串联了一段宽度稍窄的高感抗线8，以实现完成阻抗匹配的同时也消除了其容性效应。
41.在本实施例中，所述过渡结构4在w波段的频率范围为75-110ghz。
42.在本实施例中，通过用电磁仿真软件对提出的w波段矩形波导1-微带过渡结构4的进行仿真，仿真结果如图2所示，单转换波导1-微带过渡结构4在w波段75～110ghz频率范围内，回波损耗仍能》15db，插损《0.3db，性能优异。
43.进一步的，为了方便测试设备连接，通常将波导1-微带过渡电路都会加工成背靠背结构，输入输出接口在同一轴线上，在距离波导1短路面3.8mm处将波导1以一定曲率弯曲，最后与连接处成90度输出，具体如图3所示。波导1-微带过渡电路的背靠背结构在w频段范围内，回波损耗》18db，插入损耗《0.4db，仿真结果如图4所示。
44.以上所述的仅是本实用新型的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本实用新型的保护范围。