Ka波段波导到微带的对脊鳍线过渡
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W频段波导—微带的对脊鳍线过渡仿真设计作者:金少华来源:《新生代·上半月》2018年第08期【摘要】:应用HFSS设计了一款W频(75.87-87.5)GHZ的对脊鳍线微带波导过渡结构,仿真结果表明,在W 频段(75.87-87.5)GHZ内,该过渡结构插损小于0.6dB,回波损耗在20dB以下,达到项目需要。
【关键词】:W波段波导微带过渡对脊鳍线1引言在毫米波接收系统中,各芯片间采用微带线连接.而毫米波测试系统用波导接口,需要低成本、低损耗的宽频带波导到微带过渡.常用过渡结构:阶梯脊波导过渡、对脊鳍线过渡、耦合探针过渡等.对脊鳍线过渡,因其可以采用印制版技术制作在价廉的软基片上,已成为一种普遍运用的过渡结构.本文通过软件HFSS设计并仿真了一个W波段的微带到波导鳍线过渡以满足工程项目的需要。
2 对脊鳍线过渡的仿真2.1 对脊鳍线过渡的设计经典的过渡结构(如图1所示).在这个由波导到微带的过渡结构中,两个对脊鳍线制作在基片正反两面,逐漸渐变成微带线.并且构成了一圆弧形谐振区,谐振区内的金属块是用来抑制谐振的。
在图1中,1区是渐变的对脊鳍线部分,它将波导内的TE10模转变成微带线传输的的准TEM模式(见图2),同时将波导的高阻抗转变成低阻抗。
2、3 区将对脊鳍线过渡到标准微带线.这一部分一般的处理方法是用半圆弧来过渡到微带线,这样圆心固定,经过微调可得到较好的结构。
过渡中的对脊鳍线渐变设计常采用沿渐变方向的平滑阻抗变换曲线,其中,余弦平方渐变形式加工简单,成本较低,应用广泛。
因此我采用余弦平方渐变曲线( 1)设计对脊鳍线过渡结构式中:是鳍线宽度;是波导窄边尺寸;50Ω 微带线宽;是距离起点的长度;鳍线过渡的长度。
由经验可知,过渡结构长度越长,反射越小,但是工程需要整个过渡结构尽可能短,方便使用,因此需要选择一个合理的长度,一般取1.5按照上述设计思路,我完成W波段(75.87-87.5)GHZ的过渡设计,介质基片采用RT-duroid 5880 材料(相对介电常数εr= 2 . 2),基片厚度为h = 0 .127mm ,金属条带厚度t=0.017 mm,标准矩形波导,宽a = 1.5494mm,高b =3.0988mm,50Ω微带线金属条带的宽度W = 0.358mm。
空间电子技术98 S PAC E ELEC TRON IC TECHNOLO GY2009年第3期一种Ka频段波导微带鳍线转换结构王小伟李家胤周翼鸿(电子科技大学强辐射重点实验室,成都610054)摘要为使波导微带转换的尺寸和性能更优,采用HFSS高频仿真软件里的样条曲线做波导微带转换的鳍线渐变曲线,使波导微带转换的过渡长度与采用其他渐变曲线在相同指标情况下相比更短一些。
转换模型中的介质基片向标准矩形波导宽边两侧延伸四分之一波长并在其上各打一行孔径和间距合适的金属填充通孔,这样既便于固定基片,又能提高鳍线电路的隔离度。
使用HFSS软件对该模型进行仿真优化分析后的结果为:在28. 5~39GHz频带内得到大于25dB 的回波损耗和小于0. 1dB 的插入损耗,基本达到预期目的。
关键词波导微带转换样条曲线鳍线通孔0 引言随着毫米波技术的不断发展, 毫米波混合集成电路以及单片集成电路越来越多地在无线通信和雷达系统中得到广泛应用。
而现有的毫米波测试系统采用的大多是矩形波导接口,这就要求在使用毫米波单片集成电路的系统中寻找一种低成本、低损耗、易制造的宽带矩形波导到微带的过渡。
对于毫米波电路而言,鳍线就是这样一种能用于波导微带过渡的理想短距离传输线。
它具有色散小、单模带宽宽、插损低(高于波导,低于微带) ,准平面电路结构(可以采用与微波集成电路相类似的印刷技术,生产经济性好) ,与半导体和波导器件的兼容性好,对加工尺寸公差的要求不像波导那样严格等优点,现已在毫米波电路中获得了实际应用[ 1 ] 。
目前常用的过渡结构有: 阶梯脊波导过渡[ 2 ] 、对极鳍线过渡[ 3 ] 、耦合探针过渡[ 4, 5 ] 等。
这些过渡结构带宽较宽,插入损耗小。
其中阶梯脊波导过渡加工复杂;耦合探针过渡因波导出口方向与电路平行,使其不满足很多系统结构的要求;而对极鳍线过收稿日期: 2008 - 04 - 29; 修回日期: 2008 - 06 - 30 渡,因其可以采用微波印制版技术制作在价廉的基片上,现在已成为一种普遍运用的过渡结构。
Ka 波段波导-微带转换电路摘 要:本文在了解矩形波导、微带线的传输理论及分析了Ka 波段波导-微带转换电路的特性后,利用HFSS 仿真软件对它进行仿真并优化,设计出了Ka 波段波导-微带转换电路。
满足实验要求:在Ka 频段26.5GHz~40GHz 内的输入/输出驻波比≤1.2,插入损耗≤1.0dB 。
关键词:Ka 波段,微带线,矩形波导,HFSS ,转换电路Abstract :After the understanding about the transmission theory of rectangular waveguide and micro-strip line and the analysis of the speciality of Ka-band waveguide micro-strip transform circuit, this paper will design the Ka-band waveguide micro-strip transform circuit by the simulation and optimization of HFSS. It meets the requirements: the input/output standing wave ratio is 1.2 within the Ka frequency range 26.5GHz~40GHz and the insertion loss is 1.0dB.Key word :Ka-band ,Micro-strip, Waveguide, HFSS , Transform circuit1. 引言波导-微带转换电路是各种雷达、通讯、电子对抗等系统中最重要的一种无源转接过渡,又是各系统的重要组成部分,它性能的好坏直接影响系统的性能。
随着微波集成电路的发展,微带线又是微波、低频段毫米波电路的主要传输线,而实现波导-微带的过渡就成了人们日益关注的问题。
一种V波段波导—微带对极鳍线过渡结构的设计研究作者:潘猛秦雪雪文春华周传升来源:《无线互联科技》2017年第13期摘要:文章研制了一款V频段的波导微带转换器,该转换器采用对极鳍线过渡结构,并提出了一种抑制谐振及基片安装引起的高次模的设计方案。
实际测试回波损耗小于-21dB,插入损耗小于1.6dB。
关键词:波导;微带;对极鳍线;谙振波导-微带转接器是各种雷达、通信、电子对抗等系统中最重要的一种转接过渡。
对极鳍线模型,结构简单,过渡方向与电路一致,在宽频带内可以实现较好的过渡性能,是现今普遍常用的波导-微带过渡结构[1]。
本文使用HFSS仿真设计了一款V频段的波导微带转换器,并进行了加工验证。
1 理论分析微带线是准TEM模式的传输线,其特性阻抗为50Q[2]。
矩形波导是截面形状为矩形的金属波导管,其传输主模为TEW模。
本文采用V频段标准矩形波导(3.759mmX1.88mm),波导的特性阻抗计算公式为,其中,为空气波阻抗,A为空气中的波长,〃为波导宽边长度。
其特性阻抗为506波导-微带对极鳍线过渡结构如图1所示,在整个过渡长度内,两个金属鳍制作在基片两面,为一对渐变的对极鳍线。
主要实现以下功能:(1)将波导中的TE10模逐渐旋转90°,变成在对极鳍线重叠部分中的准微带传输模式;(2)将波导主模的506Q特性阻抗转换到接近标准微带线的50Q特性阻抗。
2 仿真设计2.1 过渡结构曲线的设计鳍线渐变段的设计,主要指渐变方向的平滑曲线设计。
平滑曲线的选取要使其引入的反射损耗在要求的频段内最小,并使渐变段物理尺寸尽可能地短。
本文对极鳍线过渡段采用了指数的过渡形式,其设计公式为[3]:其中1代表过渡长度,6为波导窄边宽度,s为微带线宽度。
过渡段的长度Z不能过短,因为过短时,端口的反射系数较大;也不能过长,因为过长时,电路的损耗较大。
取I的长度为1.54左右。
2.2 谐振抑制设计以往设计对极鳍线过渡,常采用在渐变段圆弧金属下方,加载金属孤岛来抑制谐振频率。
Science &Technology Vision 科技视界0引言,。
,,。
:[1,2]、[3~4]。
,,,,。
,。
W 。
,80~95GHz 20dB,0.4dB。
1理论分析。
TE10,TEM 。
,,。
,WR10(2.54mm×1.27mm)。
50Ω[5]。
1。
,TE1090°,TEM [6]。
,,50Ω。
图1矩形波导—微带对脊鳍线过渡结构W 波段波导—微带对脊鳍线过渡结构设计单伟包超高志宇郑晓秦越(中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室,四川成都610213)【摘要】文章基于对脊鳍线过渡结构设计并仿真了一种W 波段的矩形波导—微带线的转换器。
该转换器具有平面电路的几何结构优点,且空间体积小、质量轻,可广泛应用于毫米波平面传输线组成的电路中。
通过仿真结果表明:在W 波段(80~95GHz )的频带范围内,该过渡结构的回波损耗小于20dB ,插入损耗小于0.4dB 。
【关键词】W 波段;波导—微带转换;毫米波;对脊鳍线中图分类号:TN02文献标识码:ADOI :10.19694/ki.issn2095-2457.2021.12.45【Abstract 】This paper designs and simulates a W-band rectangular waveguide —microstrip line converter basedon the transition structure of the ridge—fin line.The converter has the advantages of planar circuit geometry structure,small space and light weight,and can be widely used in circuits composed of millimeter wave planartransmission lines.The simulation results show that:in the W band (80-95GHz)frequency band,the return loss ofthe transition structure is less than 20dB,and the insertion loss is less than 0.4dB.【Key words 】W band ;Waveguide to microstrip ;Millimeter wave ;Antipodal finline作者简介:单伟(1993—),男,汉族,硕士研究生,助理工程师,现主要从事核仪表系统技术研究。
Ka频段波导内空间功率合成功率放大器设计卫少卿;陈冠军【摘要】针对毫米波固态功率放大器中涉及的功率合成技术,提出了一种波导内H 面3路功分器以及2×2鳍线叠层式空间功率分配/合成器的实现方法,基于这2种结构设计了一种12路波导内空间功率合成功率放大器,具有体积小、插损低和输入输出驻波好的优点.该放大器对12片4.5 W的功放芯片进行功率合成,在33.5~35.5 GHz频段内输出功率大于45 W,功率合成效率大于79.6%.【期刊名称】《无线电工程》【年(卷),期】2018(048)006【总页数】5页(P497-501)【关键词】Ka频段;3路功分器;鳍线;空间功率合成【作者】卫少卿;陈冠军【作者单位】中国电子科技集团公司第五十四研究所, 河北石家庄050081;中国电子科技集团公司第五十四研究所, 河北石家庄050081【正文语种】中文【中图分类】TN730 引言目前雷达、电子对抗等领域的电子技术发展日新月异,而大功率放大器作为电子系统中的关键部件,对其综合性能的要求也越来越高[1]。
在Ka频段,传统的行波管功放具有驱动电压高、体积大和易老化的缺点[2],已经不能满足电子系统对功放小型化、高可靠性的要求[3]。
目前采用氮化镓(GaN)材料的Ka频段功放芯片已达到10 W的输出功率[4],但是由于Ka频段大功率器件禁运的原因,我国在固态功放的研制中还是多采用砷化镓(GaAs)芯片多片合成的方式进行设计[5]。
由于平面合成方式在Ka频段损耗较高[6],该频段的功率合成通常在波导内进行[7];同时,为了提高参与合成的芯片密度,尽量缩小合成器体积,波导内空间功率合成技术则成为主流技术途径[8-9],本文提出了一种Ka频段12路波导内空间功率分配/合成方案,该方案由H面波导内3路功分结构配合2×2鳍线叠层式空间功率分配/合成器组成。
利用该12路功率分配/合成网络配合GaAs功放MMIC 设计了一种功率放大器[10-11],该放大器具有结构紧凑、合成效率高的特点。
ka频段脊波导过渡的仿真与工程应用
随着通信技术的不断发展,越来越多的设备开始采用ka频段进
行高速数据传输。
然而,由于ka频段的高频特性和传输模式的特殊性,需要使用特殊的传输线来实现高效的数据传输。
脊波导可以被应用在
这个领域,因为它能够提供更好的电磁性能。
脊波导过渡是将两种不同的传输线连接起来的重要部分。
这个过
渡可以有效地将ka频段的设备与其他传输线进行连接。
在设计过渡时,必须考虑到电磁波的行为和电磁场。
为了确保信号传输质量,必须保
证过渡的有效性、稳定性和可靠性。
通过仿真与工程应用,可以对脊波导过渡进行测试和优化。
对于
一种特定的过渡,可以使用EM仿真软件对其进行全面测试和评估。
这
些评估可以帮助工程师了解过渡的性能,并进行必要的优化和调整,
以确保其能够达到高信噪比、低损耗和高带宽等特色。
一旦脊波导过渡的设计和测试工作完成,工程师可以开始将其集
成到系统中。
这涉及到一些重要的工作,例如调试和测试传输线、配
置设备和系统、校准接口和测试设备等等。
这些工作可以确保过渡在
实际应用中能够正常运行,并为用户提供高品质的数据传输服务。
总的来说,脊波导过渡是一种非常重要的设备,它为ka频段设
备的高速数据传输提供了有效的连接方式。
通过仿真和工程应用,可
以对脊波导过渡进行全面的测试和评估,以确保其正常运行并为用户
提供高性能的数据传输服务。
V频段波导-微带的对脊鳍线过渡仿真设计摘要:利用纯电磁场仿真软件CST仿真分析了V频段对脊鳍线微带波导过渡结构和性能,得出了可供工程应用参考的设计曲线,并根据曲线设计了波导-微带过渡,对仿真过程进行了优化。
仿真结果表明,在V频段内单个过渡插入损耗和背靠背过渡插入损耗均小于0.3 dB。
这种紧凑的过渡模型不仅结构简单、尺寸短小,而且可以在宽频带范围内实现较低的插入损耗和回波损耗,方便工程应用。
关键词:波导;微带;过渡;对脊鳍线随着毫米波技术在无线通信和雷达系统中应用的不断增多,一种十分重要的传输媒介——微带线在现有毫米波集成电路中得到了广泛的应用[1-3]。
现在,各种毫米波集成系统之间的连接以及毫米波测试系统和器件大多仍采用金属波导结构。
因此,波导到微带过渡结构性能的优劣便成为影响系统特性的关键因素之一。
本文主要对V频段下波导-对脊鳍线-微带过渡结构进行了仿真设计。
1 波导-微带的对脊鳍线过渡的基本原理目前,所有毫米波检测设备大多以标准矩形波导作为其输入的RF接口,因而平面集成电路性能检测都必须通过具有带宽特性的过渡装置来完成。
对这些过渡装置的基本要求是[4]:(1)能够完成需要过渡转换的两种微波传输线之间的模式转换;(2)在所需频率的带宽范围内,阻抗匹配要好; (3)电路结构便于加工制作,尺寸小; (4)装卸容易,具有良好的重复性和一致性。
波导到微带的过渡要求传输损耗低,驻波小,回波损耗小,应有足够的频带宽度,并且结构简单,加工和安装容易。
MEIER P J提出了便于制作新型毫米波混合集成电路的准平面结构——鳍线[5]。
把鳍线看成一种准平面结构,是由于它的整个电路图形包括有源器件在内都并入在一块介质平板上,而其电路设计又要考虑到金属波导盒的影响。
对脊鳍线模型具有结构简单、插损小、安装方便等特点,过渡方向与电路一致,在宽频带内可以实现较好的过渡性能,而且可以通过调节中间谐振块的大小使谐振频率远离输出频率,是目前普遍采用的波导-微带过渡结构。
Ka波段波导到微带的对脊鳍线过渡1 引言在毫米波系统中,射频电路都由一些无源和有源功能部件组成。
从原则上讲,各种毫米波传输线都可制作出与之相应的无源部件。
但目前,毫米波频段的无源部件还是以矩形波导结构为主。
随着毫米波集成电路技术的飞速发展,微带线作为现有毫米波集成电路中一种十分重要的传输媒介得到了广泛的应用。
无源电路广泛的应用于微波、毫米波电路中,无源电路在微波电路中扮演着极其重要的角色。
可以用一句话来概括无源电路,无源电路就是为了满足某种传输方程而采用的电路形式和微波传输系统。
而在微波的高端,尤其是毫米波电路,常常采用的是波导、微带线、鳍线和共面波导。
在本论文中主要涉及到波导-对脊鳍线-微带线的过渡结构,故本论文主要涉及此方面的理论、电路仿真等内容。
2 过渡设置2.1 波导-微带过渡结构目前,所有毫米波检测设备大多以标准矩形波导作为其输入的RF 接口,因而平面集成电路性能检测都必须通过具有带宽特性的过渡装置来完成。
对这些过渡装置的基本要求是:(1)传输损耗要低,回波损耗要高,应该有足够的频带宽度,能够保证射频信号在带内单向低耗的传输。
(2)装卸容易,并具有良好的重复性和一致性。
(3)与电路协调设计,并便于加工制作。
标准的矩形波导与微带的过渡结构有多种方式。
最常用的是矩形波导-脊波导-微带、波导-微带探针-微带以及波导-对极鳍线-微带过渡等。
在本论文中我采用的是波导-对极鳍线-微带的过渡形式,这种形式的过渡结构具有频带宽、插损小,安装方便等特点,而且可以通过调节中间的谐振块的大小使谐振频率远离我们的输出频率。
2.2 鳍线的基础知识1972 年P.J. Meier 提出了便于制作新型毫米波混合集成电路的准平面结构鳍线(Finlines)。
把鳍线看成一种准平面结构,是由于它的整个电路图形包括有源器件在内都并入在一块介质平板上,而其电路设计又要考虑到金属波导盒的影响。
如果设计得当,就可保证鳍线中传播的主模为准TE10 模。
Ka 频段波导—同轴探针—微带过渡的研究刁睿,徐锐敏,谢小强电子科技大学电子工程学院,四川成都 (610054)E-mail :screamtodie@摘 要:本文介绍了一种设计波导—同轴探针—微带过渡结构的方法。
设计采用HFSS 分析并进行优化,在26.5-39GHz 范围内,插入损耗小于0.11dB ,输入端回波损耗小于-19.5dB ,最小可达-24dB 。
关键词:毫米波,同轴探针,过渡中图分类号:TN631. 引 言在毫米波频段,为便于测试、天馈以及独立微带电路之间的连接,常常需要将微带电路输入、输出端口通过转换结构过渡到矩形波导。
在需要将信号作一段距离的传输时,也必须将电路从微带转换至波导,以降低传输损耗。
因而采用微带的毫米波集成电路往往都必须具有宽带特性的波导-微带过渡的接口。
探针结构是工作于TEM 模的同轴线和工作于10TE 模的矩形波导间的一种常用的过渡结构[1]。
在实际应用中,过渡器的一个不可忽视的附加因素是气密要求。
很多微带电路,特别是军用微带电路,为保证能在各种恶劣环境条件下性能的稳定性,对系统的气密性提出了更高的要求。
而通常所采用的E 面探针型波导—微带过渡结构在波导上的开口较大,不仅使系统的气密性受到一定的影响,对矩形波导内的场分布也将产生较大的扰动。
综合运用相关理论知识并考虑到波导—微带过渡结构的具体要求,采用波导—同轴探针—微带过渡结构将能够获得较好的效果。
为此本文对波导—同轴探针—微带过渡结构的设计方法进行了介绍。
2. 理论分析探针在波导中相当于一个小天线,若同轴线接波源,探针便是发射小天线,它向波导所限定的辐射电磁波. 一般地说,只要电磁波的电场或与波导某模式的电场或磁场分量一致,该模便会被激励。
本文讨论单探针激励矩形波导[2],如图1所示。
采用R.F.Harrington 的等效电路法来进行研究。
在矩形波导内,由同轴波导驱动一根很细的探针,如图所示,细探针被放置在z=0的波导模截面上。
Ka频段宽带波导微带过渡设计作者:田兵来源:《数字技术与应用》2013年第12期摘要:宽带低损耗波导微带过渡的设计是实现波导微带转换的关键部件。
根据设计目标,分析比较了多种波导微带转换的设计思路,提出了波导微带微带探针的设计方案,用高频结构仿真软件(HFSS)对该波导微带微带探针转换结构进行了建模和设计仿真,并给出了工作频率范围在26.5GHz~40GHz的设计实例,并对测试指标和仿真曲线进行了对比分析。
结果表明设计的Ka频段宽带波导微带过渡具有良好的工程实用价值。
关键词:毫米波魔T 合成器波导中图分类号:TN622 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)12-0138-02在毫米波频段,主要的传输线有波导和平面传输线两种。
随着平面传输媒介的研究发展,混合集成电路、单片集成电路应用的日趋广泛,微带电路已在越来越多的场合取代金属空波导,成为微波、毫米波电路的重要传输线。
然而,目前许多毫米波测试系统和器件仍采用金属空波导。
因此,如何实现低损耗的波导与微带线的转换就成了微波毫米波技术研究的重要内容。
标准矩形波导与微带线转换有多种转换形式,参考文献[1]、[2] [3]分别对Ka频段波导微带的过渡结构进行了相应的研究设计。
本文从工程实际出发,对各种波导微带过渡方式进行理论分析和比较,最终采用波导微带探针过渡结构,并使用三维电磁仿真软件HFSS进行了仿真,并制作了实物,进行了测试。
1 设计目标根据某项目要求,要求设计一个波导到微带的转换,指标如下:频率范围:26.5~40GHz;插入损耗:2 过渡方式选择在进行任何微波电路的仿真设计之前需要首先确定介质基板。
介质基板是微波电磁场的传输媒质,又是电路的支撑体,它的特性直接决定了微带电路的损耗特性。
目前可用于毫米波频段的介质基板主要有:99.6%氧化铝陶瓷、Rogers5880、蓝宝石、石英等。
综合各方面因素考虑,最终选用的介质基材为0.254mm的Rogers5580(介电常数2.2),该材料介电常数较低,损耗较小。
Ka 波段宽带波导微带变换设计解析
1 引言
在使用波导接口的毫米波系统中,同时利用微带电路集成度高的特点时波导微带过渡结构是必不可少的。
电路中波导微带过渡要求低损耗、宽频段、
易于加工等特点,目前过渡形式主要存在以下方式:鳍线过渡、小孔耦合、
脊波导过渡以及E-面探针方式,这些形式各有长短,适合不同场合。
本文采用高频电磁场仿真软件HFSS 快速设计出E-面探针方式的波导--微带过渡结构,采用全波分析法相较于谱域分析会更精确、快速,通过仿真设计以及实
物测试达到较好的结果,在30GHz~40GHz 的频段内驻波《1.5,插损《1dB 的良好指标。
2 快速设计原理
E-面探针方式的波导--微带过渡结构如图1 所示,探针通过在波导面的开窗深入波导内,开窗尺寸既要利于装配同时要尽量小以减少对波导传输性能
的影响,同时形成的波导截止频率应在工作频率之外。
探针长度D、宽度
WP 以及离波导短路面的距离L 均能影响探针从波导宽边看过去的随频率变
化的阻抗。
变换设计的一个最重要工作就是首先综合计算出上述三个参数使
得探针阻抗随频率变化而变化的范围尽量小。
阻抗此时显示为实部和容性虚部,所以为了将阻抗匹配至50 欧姆,须和探针传接一个高阻抗感性微带线其。
一种Ka波段微带-波导转换的设计张国强;王洁【摘要】设计出了一种 Ka 波段微带-波导鳍线转换结构,实测结果表明频带内插入损耗小于0.3dB,回波损耗优于20dB,端口驻波优于1.20。
%A Ka-band microstrip-waveguide fin line converting structure is designed. The practical measured re-sults indicate that the insertion loss within frequency band is less than 0. 3dB, the echo loss is better than 20dB, the standing wave at port is better than 1 . 20 .【期刊名称】《火控雷达技术》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】4页(P82-85)【关键词】Ka波段;鳍线;微带-波导【作者】张国强;王洁【作者单位】西安电子工程研究所西安 710100;西安电子工程研究所西安710100【正文语种】中文【中图分类】TN8140 引言在相控阵雷达系统中,作为核心部件的T/R组件一直是研究的重点。
构成组件的关键部件毫米波单片集成电路往往通过微带形式连接,而在毫米波测试和传输系统中,矩形波导是主要的传输形式。
于是有必要对微带到矩形波导接口的转换进行深入研究。
在使用波导接口的毫米波系统中,利用微带电路集成度高的特点使微带波导转换结构必不可少。
微带-波导过渡要求低损耗、宽频带、易加工等特点,目前过渡形式主要有以下几种方式:鳍线过渡、小孔耦合、脊波导过渡以及E-面探针过渡[1]。
鳍线过渡可视为准平面结构,易于系统集成,在毫米波混合集成电路中得到广泛应用。
关于微带-波导转换结构,国内外已有多篇报道[2-6]。
本文分析了微带、波导的传输模式,并在此基础上设计了一种Ka波段微带-波导鳍线转换结构,通过高频微波设计软件HFSS仿真,根据仿真优化结果加工实物测试表明:频带内插入损耗小于0.3dB,回波损耗优于20dB,输入输出驻波优于1.20。
新型波导-微带对脊鳍线过渡设计
赵阳阳;江兆平;向培胜
【期刊名称】《电讯技术》
【年(卷),期】2008(48)7
【摘要】介绍了一种新型的宽带波导-微带对脊鳍线过渡设计.它利用对脊鳍线自身结构的调整,就可以对频带内谐振频率产生抑制作用,不需外加任何谐振抑制结构或金属孤岛,减少了设计和制造的复杂性.这种紧凑的过渡模型不仅结构简单、尺寸短小,而且可以在宽频带范围内实现较低的插入损耗和回波损耗,方便工程上的应用.对实验样品的测试表明,在Ka全频段内其插入损耗小于0.8 dB.
【总页数】4页(P46-49)
【作者】赵阳阳;江兆平;向培胜
【作者单位】空军驻川西地区军事代表室,成都,610041;空军驻川西地区军事代表室,成都,610041;空军驻川西地区军事代表室,成都,610041
【正文语种】中文
【中图分类】TN703
【相关文献】
1.一种V波段波导-微带对极鳍线过渡结构的设计研究 [J], 潘猛;秦雪雪;文春华;周传升
2.W 波段对脊鳍线过渡的波导微带转换设计 [J], 孙静;梁法国;韩利华;孙晓颖;郑延秋
3.V频段波导-微带的对脊鳍线过渡仿真设计 [J], 黄鹤;赵春晖;朱燕;李翔
4.W波段对脊鳍线波导微带过渡设计与实现 [J], 荀民;赵宇博
5.W波段波导—微带对脊鳍线过渡结构设计 [J], 单伟;包超;高志宇;郑晓;秦越因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于微带双脊间隙波导技术的Ka波段六端口网络电路包建晔;姜勋;施永荣
【期刊名称】《微波学报》
【年(卷),期】2024(40)2
【摘要】面向毫米波高精度雷达探测应用,文中提出了一种基于微带双脊间隙波导技术的六端口网络电路。
设计了基于微带双脊间隙波导的功分器和耦合器电路,提出了微带双脊间隙波导至微带线的新型过渡转换结构,并基于简化的六端口网络原理框图,将所设计的功分器、耦合器以及过渡转换结构进行有机组合,实现了所设计的Ka波段六端口网络电路。
实验测试结果表明:在所设计的37.5 GHz~42.5 GHz 频率范围内,输入端口1与四个输出端口间的相位差均在±2.5°以内,输入端口2与四个输出端口间的相位差均在±5°内,工作中心频率处的输入输出间插入损耗约为7.3 dB。
实验与仿真结果吻合较好。
【总页数】6页(P84-89)
【作者】包建晔;姜勋;施永荣
【作者单位】合肥云之微电子有限公司;南京航空航天大学电子信息工程学院;南京理工大学ZNDY重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TN711;TN814
【相关文献】
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Ka 波段波导到微带的对脊鳍线过渡
1 引言在毫米波系统中,射频电路都由一些无源和有源功能部件组成。
从原则上讲,各种毫米波传输线都可制作出与之相应的无源部件。
但目前,毫米波频段的无源部件还是以矩形波导结构为主。
随着毫米波集成电路技术的飞速发展,微带线作为现有毫米波集成电路中一种十分重要的传输媒介得到了广泛的应用。
无源电路广泛的应用于微波、毫米波电路中,无源电路在微波电路中扮演着极其重要的角色。
可以用一句话来概括无源电路,无源电路就是为了满足某种传输方程而采用的电路形式和微波传输系统。
而在微波的高端,尤其是毫米波电路,常常采用的是波导、微带线、鳍线和共面波导。
在本论文中主要涉及到波导-对脊鳍线-微带线的过渡结构,故本论文主要涉及此方面的理论、电路仿真等内容。
2 过渡设置2.1 波导-微带过渡结构目前,所有毫米波检测设备大多以标准矩形波导作为其输入的RF 接口,因而平面集成电路性能检测都必须通过具有带宽特性的过渡装置来完成。
对这些过渡装置的基本要求是:
(1)传输损耗要低,回波损耗要高,应该有足够的频带宽度,能够保证射频信号在带内单向低耗的传输。
(2)装卸容易,并具有良好的重复性和一致性。
(3)与电路协调设计,并便于加工制作。
标准的矩形波导与微带的过渡结构有多种方式。
最常用的是矩形波导-脊波导-微带、波导-微带探针-微带以及波导-对极鳍线-微带过渡等。
在本论文中我采用的是波导-对极鳍线-微带的过渡形式,这种形式的过渡结构具有频带宽、插
损小,安装方便等特点,而且可以通过调节中间的谐振块的大小使谐振频率远
离我们的输出频率。
2.2 鳍线的基础知识1972 年P.J. Meier 提出了便于制作新型毫米波混合集成电路的准平面结构鳍线(Finlines)。
把鳍线看成一种准平面结构,是由于它的
整个电路图形包括有源器件在内都并入在一块介质平板上,而其电路设计又要
考虑到金属波导盒的影响。
如果设计得当,就可保证鳍线中传播的主模为准
TE10 模。
图1 为经典的所示为经典的波导-对极鳍线-微带过渡。
在整个过渡段长度
l 内,两个金属鳍制作在基片两面以组成一圆弧型渐变段。
圆弧之外,一个鳍
用作微带接地面,并与波导下部相连,而且其短接点与过渡相隔一微小距离。
过渡特性取决于圆弧半径R。
电路中所附加的金属面S 起抑制谐振的作用,因
为在工作频段内渐变下面的无金属区可能出现谐振现象。
图1 一种对脊鳍线到微带的过渡方案
对极鳍线的渐变方式有许多种,包括指数线、抛物线和余弦平方线,其中余
弦平方渐变是最为普遍的方式。
余弦平方渐变器便于机械加工,因而制造成本
相对较低,但它的体积相对较大。
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