60GHz微带波导转换结构设计及其在通信集成前端中的应用

第17卷第5期太赫兹科学与电子信息学报Vol.17,No.5 2019年10月Journal of Terahertz Science and Electronic Information Technology Oct.,2019文章编号：2095-4980(2019)05-0735-04基于LGA工艺的D波段微带线一波导过渡结构陈柏燊a，b,唐杨a，b,岳海昆a，b,朱华兵a，b，闻彰a，b,邓贤进a，b (中国工程物理研究院a.微系统与太赫兹研究中心，四川成都610200; b.电子工程研究所，四川绵阳621999)摘要：设计了一个工作于D波段的微带转波导结构。

过渡结构由2部分组成，分别为微带—带状线过渡结构和带状线一波导过渡结构。

相比传统的微带至波导结构，该结构无需额外的金属波导短路结构，减少了加工流程，直接和标准波导相连即可。

仿真结果表明，在122~140GHz范围内，反射系数小于-10dB，最小插入损耗为1.85dB。

该过渡结构基于栅格阵列(LGA)封装工艺，能够直接与其他的芯片和无源器件进行集成和封装，对射频微系统的集成具有重要意义。

关键词：过渡结构；微带线；带状线；波导；D波段，系统集成中图分类号:TN817文献标志码：A doi：10.11805/TKYDA201905.0735A D-band transition from microstrip to waveguide based on LGA technologyCHEN Boshen a-b,TANG Yang a,b,YUE Haikun",ZHU Huabing",WEN Zhang",DENG Xianjin"(a.Microsystem and Terahertz Research Center,China Academy of Engineering Physics,Chengdu Sichuan610200,China;b.Institute of Electronic Engineering,China Academy of Engineering Physics,Mianyang Sichuan621999,China)Abstract:A transition structure from microstrip to waveguide,based on Land Grid Array(LGA) package technology,is designed in this paper.The structure consists of microstrip to stripline transitionand stripline to waveguide transition.The metal waveguide shorter is no needed in the transition,thus themanufacturing process is simplified and the standard waveguide can connect with this transition directly.Simulation result shows that the minimal insertion loss is 1.85dB and the return loss is less than-10dBin122-140GHz.In addition,this transition can be integrated with other chips and passive devices.Therefore,the transition is useful for the improvement of property of RF microsystem.Keywords:transition;microstrip;stripline;waveguide;D-band;system integration微带线作为一种平面传输结构，容易与其他无源和有源微波器件集成，因此广泛用于微波单片集成电路和混合集成电路中。

微带转波导二分之一波长概述及解释说明1. 引言1.1 概述本文将对微带转波导以及二分之一波长特性进行概述和解释说明。

微带转波导作为一种重要的高频电磁场传输结构，广泛应用于通信、雷达、卫星通信、医疗和生物传感器等领域。

而二分之一波长在微带转波导中具有特殊的应用价值和优势。

1.2 文章结构本文将按照以下结构进行论述：第一部分为引言，简要介绍本文的概要和目标；第二部分将给出对微带转波导的定义和原理的详细阐述；第三部分将深入探讨二分之一波长的特性，并阐明其在微带转波导中的应用；第四部分将总结并解释微带转波导技术在通信、雷达、卫星通信以及医疗和生物传感器领域中的应用领域；最后，我们给出文章的结论，并提出进一步研究建议。

1.3 目的本文旨在系统介绍微带转波导和二分之一波长，在读者了解基本原理并深入理解应用领域后，为相关领域的研究者和工程师提供指导意见和启示。

通过对该技术的深入了解，读者将能够更好地应用微带转波导和二分之一波长，推动相关技术的发展和创新应用。

2. 微带转波导的定义和原理：2.1 微带线的概念:微带线是一种具有平面形状的传输线结构，由一层介质基板和金属箔片组成。

其基本结构如下：在一个绝缘基底上布满了金属片。

微带线具有宽度、长度和厚度三个方向的尺寸，通常宽度远大于厚度。

2.2 转波导的概念:转波导是指将微带线连接至其他类型的传输线或者天线时所采用的过渡结构，以实现不同类型传输特性之间的转换。

转波导可以通过多种方式实现。

2.3 微带转波导的原理:微带转波导是指在电磁学中，在微带线与其他传输线或天线进行连接时所引入的转换结构。

它通过控制电场、磁场和表面等离子体等因素来改变相位和幅值特性，从而实现信号在不同传输介质中的平滑过渡。

微带转波导技术主要包含以下几个方面：- 能够降低杂散回波: 微带转波导能够有效地减少反射损耗，提高传输效率。

通过在转换结构中引入阻抗匹配和反射抑制技术，可以实现最小化的反射功率。

基片集成波导技术的研究一、本文概述随着现代通信技术的飞速发展，波导技术作为微波毫米波系统中的重要组成部分，其性能优劣直接关系到整个系统的传输效率和稳定性。

基片集成波导技术（SIW，Substrate Integrated Waveguide）作为一种新型的波导结构，近年来受到了广泛的关注和研究。

SIW技术结合了传统波导和微带线的优点，具有低损耗、高Q值、易于集成等优点，因此在微波毫米波集成电路、天线、滤波器等领域具有广阔的应用前景。

本文旨在全面介绍基片集成波导技术的研究现状、基本原理、设计方法以及应用实例。

我们将回顾SIW技术的发展历程，分析其相比于传统波导和微带线的独特优势。

然后，我们将详细介绍SIW的基本理论和设计方法，包括SIW的传输特性等效电路模型、模式分析以及优化设计等方面。

接着，我们将通过一些具体的应用实例，展示SIW技术在微波毫米波系统中的实际应用效果。

我们还将讨论SIW技术的未来发展趋势和研究方向，以期为相关领域的研究者提供有益的参考和启示。

通过本文的阐述，我们期望读者能够对基片集成波导技术有一个全面而深入的了解，为该技术的进一步研究和应用提供坚实的理论基础和实践指导。

二、基片集成波导技术概述基片集成波导技术（SIW，Substrate Integrated Waveguide）是一种在微波和毫米波频段内实现波导传输的新型平面传输线技术。

该技术通过在介质基片上集成金属化通孔阵列来模拟传统矩形波导的行为，从而实现了波导传输的平面化、小型化和集成化。

SIW技术自21世纪初提出以来，在微波毫米波系统、集成电路、天线等领域中得到了广泛的应用和研究。

SIW技术的主要优势在于其兼具了传统矩形波导和微带线等平面传输线的优点。

与微带线相比，SIW具有更高的Q值、更低的辐射损耗和更高的功率容量；与传统矩形波导相比，SIW则具有平面化、小型化、易于集成和加工成本低等显著优势。

SIW的这些特点使得它在微波毫米波系统中具有广泛的应用前景，尤其是在高性能、高集成度的系统中表现出色。

波导到微带转换电路学生姓名：学号：单位：时间:2010年5月6日一、技术指标：请设计一只Ka波段波导到微带转换电路。

其技术指标要求如下：工作频率：26.5~40GHz输入/输出驻波比：<1.2dB插入损耗：<1.0dB二、理论分析目前常用的微带－波导探针过渡的方式有两种，都是将微带探针从波导宽边的中心插入，一种是介质面垂直与波导传输方向，称为H面探针，如图1所示，另一种介质面平行于波导传输方向，称为E面探针，如图2所示。

本课题采用的是E面探针过渡，下面详细介绍本课题中的微带－波导过渡设计方法。

图1 H面探针图2 E面探针微带—波导过渡的构成形式如图3所示，探针从波导宽边的中心插入，任一个沿探针方向具有非零电场的波导模将在探针上激励起电流。

探针附近被激励起的高次模存储无功功率的局部场，使接头具有电抗性质。

由于探针过渡具有容性电抗，一段具有感性电抗的高阻线被串联在探针过渡器后面，以消除容性电抗，然后利用四分之一阻抗变换器实现与混频电路内微带传输线的阻抗匹配。

对微带－波导过渡性能有较大影响的电路参数共5个，由表1列出。

探针插入处波导开窗的大小对性能也有一定影响，在设计时可先将其确定。

一般的原则是开窗越小越小越好，以形成截止波导。

探针距波导终端短路面的长度D我们取四分之波导波长,因为终端短路后，波导内形成驻波，波节间距离为二分之波导波长，取四分之波导波长的短路长度，可以保证探针在波导内处于最大电压，即电场最强的波腹位置，以达到尽量高的耦表1影响微带-波导过渡性能的参数三、设计过程：确定中心频率为大气窗口35GHz，频段为26.5GHz到40GHz。

确定矩形波导尺寸、基板的材料和尺寸以及微带金属条带的初始尺寸并建立模型。

此处采用WR-28标准矩形波导，尺寸为7.112mm*3.556mm，基板材料选用Rogers5880型基片，厚度为0.254mm，相对介电常数为2.2，微带金属条带厚度为0.035mm，由ADS中LineCalc 计算得中心频率35GHz处50欧姆微带线宽度为0.754mm。

双脊波导和微带转换-回复双脊波导和微带转换是无线通信中常用的两种传输线。

它们各有特点，在不同场景下有着广泛的应用。

本文将详细介绍双脊波导和微带转换的原理、特点以及应用，帮助读者全面了解这两种传输线。

首先，我们来介绍双脊波导。

双脊波导是一种层状传输线结构，在大规模集成电路和微电子器件中广泛应用。

它由一层导电材料的上下两个区域夹着一层绝缘材料构成。

通过在导电层上加上两条脊线，形成了一个双脊结构。

双脊波导可以传输高频信号，具有优异的线性和非线性特性。

双脊波导的工作原理是利用电磁波在导电层中传播的方式进行信号传输。

电磁波通过脊线和导电层之间的介质进行耦合，进而在导电层中传输。

双脊波导的传输损耗很低，能够有效地减少信号的衰减。

此外，双脊波导的结构紧凑，能够实现高度集成的电路设计。

双脊波导在微波设备和光纤通信系统中的应用非常广泛。

它可以用于实现高速、低噪声的放大器和滤波器设计，同时还可以用于电子线路的布线和连接。

双脊波导还在毫米波、太赫兹和光子学等领域有着重要的应用，为这些领域的研究和开发提供了有效的工具。

接下来，我们将介绍微带转换。

微带转换是一种常用的信号传输和耦合方式，在微波和射频电路中广泛应用。

它由两个导电层和一个介质层构成。

其中一个导电层是微带线的信号传输层，另一个导电层用于对地。

介质层则用于隔离和支撑两个导电层。

微带转换的工作原理是通过电磁场在导电层和介质层之间的耦合来实现信号传输。

当电磁波通过微带线时，会在介质层和地层之间形成一种特殊的电场和磁场分布，从而实现信号传输。

微带转换具有结构简单、方便制作、易于集成等优势，在微波通信和射频领域得到广泛应用。

微带转换主要用于实现微波网络中的阻抗匹配和信号耦合。

它可以用于天线设计、滤波器设计、功率分配和噪声耦合等方面。

此外，微带转换还广泛应用于微波电路板和集成电路设计，为无线通信和射频电子设备提供了重要的技术支持。

综上所述，双脊波导和微带转换是两种常用的传输线。

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。

1 绪论W频段分谐波混频器是3mm射频接收系统的重要组件，其各项指标直接影响整个射频接收系统性能，研制性能良好的分谐波混频器成为提高整个系统性能的必然要求。

本课题的研究背景和意义研究背景自1873年Maxwell发表《电磁学通论》以来，人们为充分利用电磁资源，在拓宽频谱方面做了大量工作。

40年代至今，微波在电子武器发展过程中，包括军用和民用系统中都是最为活跃和最富成果的应用技术之一[1]。

制导、雷达、导航、电子战、通信以及众多的民用系统已涉及国民经济的各个部门。

从技术和工艺角度来看，微波技术目前已十分成熟，尤其是本世纪70年代和80年代期间发生的一场重大变革，又把微波技术推向了一个新的高峰。

这就是，固态器件和微波集成电路的发展导致了微波元部件乃至整个微波系统的小型化和轻量化[2]。

其中作为传输媒介的平面传输线的应用，在减小电路之间的寄生影响和电路多余接口方面起到了明显的推动作用。

研究意义近10多年来，用户剧增使微波频谱出现拥挤，加之精确武器系统的发展要求，就促使人们把系统的工作频率向上延伸，从而导致毫米波（Millimeter Wave）频率的利用。

毫米波是波长介于1-10mm的电磁波谱，对应频率范围300-30GHz。

在电磁波谱中，毫米波低端与微波相连，高端与红外、光波相接，其领域兼容微波、光波两门技术学科的理论和技术，所以逐渐发展成为一门知识密集和技术密集的综合性分支学科。

毫米波的特点是波束窄、保密和抗干扰能力强、容量大、容易实现图像、数字兼容，数模兼容。

毫米波技术在通信、雷达、制导、遥测遥感、电子对抗、频谱学及生物效应等多种领域得到越来越广泛的应用[3]。

毫米波半导体器件及平面传输线构成的毫米波集成电路以其小型化、重量轻、耗能少的优点，因毫米波技术的进步而迅速发展。

随着计算机技术的广泛运用及半导体技术的飞速发展，微波毫米波电路在理论上有了长足的进步，性能优良的微波毫米波器件也不断出现。

在各类毫米波系统中，，接收机中的第一级主要由混频器承担。

基片集成波导与微带线的转换设计随着通信技术的发展，无线通信系统越来越广泛地应用于日常生活和工业生产中。

在无线通信系统中，波导和微带线是常见的传输介质。

波导是一种用于传输电磁波的管道，其优点是低损耗、高传输效率和较大的带宽，但是波导的制作成本较高，体积较大，无法直接集成于集成电路中。

而微带线是一种用于传输微波信号的导行线，在集成电路中易于制作和集成，但是其损耗较大，带宽较小，因此在实际应用中需要将波导与微带线进行转换。

波导与微带线的转换设计是无线通信系统中的重要环节，其设计需要考虑到传输效率、损耗、带宽和制作成本等多方面因素。

本文将重点介绍基片集成波导与微带线的转换设计。

基片集成波导与微带线的转换设计是指将波导和微带线集成在同一电路板上，并设计出高效的波导与微带线之间的转换结构。

基片集成波导与微带线的转换设计既可以利用波导的优点，又可以利用微带线的优点，从而在无线通信系统中取得更好的性能。

基片集成波导与微带线的转换设计主要包括以下几个方面：波导与微带线之间的传输结构设计、波导与微带线之间的阻抗匹配设计、波导与微带线之间的传输效率和损耗分析、基片集成工艺等。

首先，波导与微带线之间的传输结构设计是基片集成波导与微带线的转换设计的重要部分。

传输结构的设计需要考虑到波导与微带线的特性，并设计出合适的结构来实现波导与微带线之间的信号传输。

目前常用的波导与微带线之间的传输结构有耦合槽、耦合窗、天线和耦合结构等，这些结构的设计需要考虑到波导与微带线的工作频率、阻抗匹配和传输效率等因素。

其次，波导与微带线之间的阻抗匹配设计是基片集成波导与微带线的转换设计的关键环节。

阻抗匹配设计需要将波导与微带线的阻抗进行匹配，从而实现波导与微带线之间的高效能量传输。

阻抗匹配设计需要考虑到波导与微带线的特性、工作频率、波导结构和微带线结构等因素。

第三，波导与微带线之间的传输效率和损耗分析是基片集成波导与微带线的转换设计的重要内容。

一种用于60GHz通信的高增益、介质加载采用基片集成波导技术的对线性渐变开槽天线摘要——60GHz带宽有提供高速的通信能力。

此文章证明了一种能为对线性变槽天线（ALTSA）提供高增益的基片集成波导（SIW）的存在。

为了获得高增益，给ALTSA上加了介质加载，并使用了沟槽结构。

使用SIW技术实现了高效、简洁和低成本的平面设计。

本文使用了一种电磁场仿真工具来设计和模拟这个天线。

首先设计一个ALTSA单元，然后在1*4的ALTSA阵列上加上SIW功分器。

为了使设计可行，制作和测量了原型。

测量结果非常符合仿真值，从而证实了这个设计。

测得1*4ALTSA阵列在整个60GHz带宽（57——64GHz）的回波损耗优于12dB，增益为23.10.5dBi。

1.介绍近些年对在高速通信中极大带宽的需求越来越高。

而60GHz带宽（57——64GHz）可以为高速无线通讯以每秒几千兆的速度传输高容量未压缩数据。

由于在毫米波频段的微带线相关损耗非常高，因此需要更多的有效的技术，比如SIW。

SIW有传统矩形波导低损耗、高品质因数、完全屏蔽和处理高功率情况的特点，也有低成本、平面电路设计的优势。

报道表明，已经有大量的研究者从事SIW相关工作多年。

天线容易在60GHz 带宽受到大气吸收而衰减，这就要求在使用高增益天线时要减少这类损耗。

锥形缝隙天线（TSA）因其宽带宽、高回波损耗和高增益而被经常使用。

对线性渐变槽线天线（ALTSA）是TSA的一种类型，在反方向的锥形介质板的上表面和底部金属部分使用对极几何设计。

研究者设计了一种带宽为4——50GHz的反极向天线。

天线在带宽内的增益3——12dBi。

本文作者设计了一种在60GHz处增益可达18.75dBi的对费米渐变槽线天线。

在张成浩的的文章里，他介绍了一种新颖的技术，即让ALTSA和SIW的上表面和下表面的锥形边缘的馈线重合来克服阻抗失配。

有沟槽结构的TSA被用来减小天线宽度以极小化任何对辐射方向图的重要影响，使得阵列天线尺寸更加紧凑。

波导-微带转接结构
波导-微带转接结构是一种用于将波导信号转换为微带信号，或者将微带信号转换为波导信号的结构。

这种结构通常由波导、微带线、转换器等部分组成。

在波导-微带转接结构中，波导和微带线之间的转换是通过转换器实现的。

转换器通常由金属薄膜、绝缘层和基板等材料构成。

当波导信号进入转换器时，金属薄膜会感应出电流，电流产生的磁场与波导中的电磁场相互作用，从而将波导信号转换为微带信号。

相反，当微带信号进入转换器时，金属薄膜会感应出电压，电压产生的电场与微带线中的电场相互作用，从而将微带信号转换为波导信号。

在设计和实现波导-微带转接结构时，需要考虑以下几个因素：
1.频率范围：根据需要转换的信号频率范围选择合适的转换器材料和结构。

2.插入损耗：转换器在将波导信号转换为微带信号或微带信号转换为波导信号时，会产生一定的插入损耗。

需要选择插入损耗较小的转换器材料和结构。

3.带宽：转换器的带宽应该足够宽，以适应需要转换的信号带宽。

4.稳定性：转换器应该具有较高的稳定性，以避免由于温度、湿度等因素引起的性能变化。

5.尺寸和重量：在选择转换器材料和结构时，需要考虑尺寸和重量等因素，以便在实际应用中方便使用。

总之，波导-微带转接结构是一种重要的微波毫米波器件，在雷
达、通信、电子对抗等领域有着广泛的应用前景。

现代电子技术Modern Electronics Technique2023年6月1日第46卷第11期Jun.2023Vol.46No.110引言随着信息时代的飞速发展，各种通信需求不断呈现，相应的各类通信系统也应运而生，例如GSM （全球移动通信系统）、3G （第三代移动通信系统）、4G （第四代移动通信系统）、5G （第五代移动通信系统）等。

通信系统随着技术发展而更新迭代，对于射频前端器件的要求也日新月异。

微带带通滤波器是一种常用的无源器件，在滤除杂波、减小干扰、频率选择等应用中起到非常关键的作用[1]。

交指型带通滤波器由于结构简单、适用频率及相对带宽比较宽、产生谐波频率近似于三倍谐振频率，在工程应用中受到青睐。

随着技术的发展，微带带通滤波器尺寸的小型化、频率的高选择性需求越来越受到重视[2]。

小尺寸意味着整体模块在重量和空间上的轻量化；高选择性意味着器件性能上的优势。

在实现手段上，交指型带通滤波器较为常见的小型化方式是优化谐振结构以及缩小谐振单元的尺寸。

而对于高选择性，则主要关注其在带外抑制性能的提升。

本文设计了一种小尺寸且改善了抑制性能的交指型带通滤波器，可满足系统日益增加的小型化和高性能需求。

在小型化方面，文献[3]中总结介绍了LTCC （低温共烧陶瓷）技术、SIR 技术（阶梯阻抗谐振器）、DGS 技术（缺陷接地结构）、双模滤波器、左手材料等小型化技术。

但LTCC 技术对制备工艺要求较高，DGS 技术对加工精度有一定影响，双模滤波器以及左手材料的使用范围都具备一定的限制。

一种新型SIR 交指微带带通滤波器的设计杨新宇（中国电子科技集团有限公司第十研究所，四川成都610000）摘要：交指带通滤波器是工程应用中常用的带通滤波器，但随着产品的小型化及带外抑制性能要求的多样化，常规交指带通滤波器在使用上受到较多限制。

文中设计了一种新型SIR 交指型微带带通滤波器结构，对常规交指微带带通滤波器进行小型化以及抑制性能优化。

双脊波导和微带转换双脊波导和微带转换是微波电路中常用的两种传输线结构，它们在微波电路设计中具有重要的作用。

本文将分别介绍双脊波导和微带转换的基本原理、特点和应用，并对两者进行比较和分析。

一、双脊波导1.基本原理双脊波导是一种用于微波电路中的传输线结构，其工作原理是通过两条金属脊上的电磁波互相耦合传输信号。

其中一条脊传输主要信号，另一条脊作为耦合器，用于将信号从一条脊传输到另一条脊上。

2.特点（1）较高的传输效率：双脊波导能够实现较高的传输效率，其传输损耗较低，可以在微波电路中实现较长距离的信号传输。

（2）较低的串扰和互模干扰：双脊波导由于采用了耦合结构，可以有效地减少信号之间的串扰和互模干扰，提高信号质量和可靠性。

（3）较宽的带宽：双脊波导可以实现较宽的工作带宽，适用于多种频率范围的信号传输。

3.应用双脊波导主要应用于微波通信、雷达系统、天线等领域。

在微波通信中，双脊波导被用于微波信号传输，可以实现高速、稳定的数据传输。

在雷达系统中，双脊波导作为信号传输线，可以实现雷达系统对目标的精确探测和跟踪。

在天线中，双脊波导被用于天线网络中的信号传输线，可以提高天线性能，增强信号的接收和发射能力。

二、微带转换1.基本原理微带转换（Microstrip Transition）是一种用于微波电路中的传输线结构，其工作原理是通过一个微带线和其他类型的传输线之间的转换，实现信号的连续传输。

2.特点（1）小型化：微带转换采用微带线作为基础传输线，具有小尺寸、轻质和易加工的特点，适合于要求体积小的微波电路设计。

（2）较低的制造成本：微带转换的制造成本相对较低，适合于批量生产和大规模应用。

（3）易于集成：微带转换可以与其他微带线结构和微波器件进行集成，方便实现复杂的微波电路设计。

3.应用微带转换广泛应用于微波集成电路（MMIC）、天线、滤波器等领域。

在微波集成电路中，微带转换被用于集成不同类型传输线之间的转换，方便信号的传输和处理。

DCWTechnology Lecture技术讲座1数字通信世界2024.04上一讲所介绍的传统型天线，仍不能完全满足未来6G 等对利用太赫兹通信电路的要求，例如，平面电路广泛采用的微带贴片天线，天线效率较低，每个单元增益仅一至数分贝，甚至为负值，相对带宽（通频带上下限频率差与中心频率之比）仅百分之一左右，天线效率也欠佳，此外，在天线的可重构（工作频率、多波束、波束扫描等）方面也难以提供更多、更大的灵活性。

光电导天线是利用光致电导效应，用一束光脉冲或两束不同频率的连续波激光作用于光电器件，将光转换为太赫兹频率的电磁波，既可作为太赫兹源，又可作为辐射太赫兹波的天线，并因其具有高强度、高辐射效率和宽带响应性能而成为太赫兹技术生要的组成部分。

此外，利用太赫兹工作波长极短的特点，以及相应出现的亚波长技术，即电路尺寸远小于太赫兹波长的技术，可进一步制作出芯片上天线，更好地实现与其他射频电路集成。

但芯片天线也面临若干技术的挑战。

石墨烯等新材料的出现和超材料、超平面和衬底集成波导的理论与技术的成果，为太赫兹天线集成芯片化开辟了新的有效的途径。

1 光电导天线（PhotoconductiveAntenna，PCA）[1]-[7]1.1 基本原理与构成太赫兹波光电导天线（PCA ）原理如图1所示。

通常是在由III-V 族化合物加工而得到的半绝缘高电阻Si-GaAs 做的衬底上，外延生长出一层GaAs 半导体薄膜。

在此薄膜上沉积出金属电极，并加上偏置电压；二电极间接一偶极子，将波长为800 nm 或1 100~1 550 nm的激光用飞秒（1 ps 或更高）脉冲调制后，照射偶极子间隙处的半导体薄膜，激光光子被半导体薄膜材料吸收，当光子能量大于半导体导带与价带之间的能带带隙时，便将载流子（电子）从价带激发到导带，而价带出现空穴，形成空穴-电子对，成为自由载流子，然后它们被偏置产生的电场加速，载流子电荷的运动便是电流，称为光生电流，简称光电流。