3 Ka波段矩形波导-微带探针转换电路结构 14
3.1 E面探针结构的设计 15
3.2 E面探针结构的灵敏度分析 18
3.3 本章小结 20
4 一种改进的Ka波段矩形波导-微带探针转换电路结构 20
4.1 改进E面探针结构的设计 21
4.2 本章小结 24
5 Ka波段圆波导-同轴线-微带转换电路结构 24
5.1 Ka波段圆波导-同轴线-微带过渡结构的设计 24
5.2 本章小结 27
结 论 28
致 谢 29
参考文献 30
1 绪论
1.1 波导-微带转换电路研究意义
在毫米波技术的发展与应用中,具有体积小、可靠性高、便于大规模制作等优点的毫米波单片集成电路(MMIC)已经广泛应用在通信、雷达、制导以及其它一些系统中[1-2]。同时,平面电路是大多数固态器件(MMIC)的基本形式,平面电路中绝大部分为微带电路。微带传输线成为制作毫米波集成电路的重要传输线。
由于波导具有功率容量大、损耗小、无辐射损耗、结构简单、Q值高的特点,波导仍是毫米波频段的重要传输线形式,现被广泛应用于测量系统、天线装置、接收机、发送机、滤波器、低损耗传输部件中。
不论是电路之间传输射频信号还是对微带电路的检测,都必须通过波导-微带的过渡装置来实现,因此波导到微带的转换已成为人们日益关注的话题。各种不同的转换方式已被提出,促进了毫米波技术的发展与应用。因此开展本课题的研究具有较强的理论意义和实用价值文献综述
1.2 波导-微带转换电路研究现状简介
波导-微带转换电路要满足如下几种基本要求:
(1)低的插入损耗和高的回波损耗。这是波导-微带转换装置的基本条件,保证信号能够低损耗的传输。
(2)宽频带特性。在大多数系统应用中,尤其是测量系统中,需要有较宽的频带宽度,以满足不同实际的要求。
(3)制造工艺简单,误差容忍度高,可靠性高。在实际应用中,要设计出易于加工的;并且装置误差容忍度高,在制造误差允许范围内仍能满足基本指标。
(4)方便装卸。在测量系统等其他一些系统中,波导-微带过渡接头要方便装卸,以满足测量系统测试不同的电路。
根据以上的基本要求,目前已经提出了多种波导-微带转换方式。主要有波导-脊波导-微带过渡[3-4]、波导-对极鳍线-微带过渡[5-7]、波导-探针-微带过渡[8-10]、波导-同轴线-微带过渡[11-13]四种形式。另外文献[14]还提出了一种利用八木天线原理制作的宽带过渡结构。
1.2.1 波导-脊波导-微带过渡结构
图1.1所示为波导-脊波导-微带过渡结构,在矩形波导上传播的是波导的主模TE10,经过一段宽带阶梯加脊波导的变换,场逐渐被集中压缩到介质之中,场模式也从矩形波导上的TE10波模式逐渐变化到微带线上的TEM波模式,从而实现了波导到微带的变化,脊波导不仅实现了场模式的匹配,而且也完成了阻抗匹配。
图1.1 波导-脊波导-微带过渡结构示意图