一種基于基片集成技術(shù)的平面魔t的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于基片集成技術(shù)的平面魔T，由上至下依次包含相互平行的頂層金屬層、介質(zhì)基板和底層金屬層，頂層金屬層為五邊形，介質(zhì)基板上分布有五列金屬化通孔，五列金屬化通孔呈放射狀排列，相鄰兩列金屬化通孔相交且相交形成的夾角為72°，頂層金屬層置于五列金屬化通孔的正上方，頂層金屬層的任意3個相鄰的頂點分別連接1條微帶線，在這3條微帶線的同一層上還設(shè)有1條差臂。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，工作帶寬大，更適合應(yīng)用于現(xiàn)代微波毫米波電路集成中。
【專利說明】一種基于基片集成技術(shù)的平面魔T

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微波【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及了一種基于基片集成技術(shù)的平面魔T。

【背景技術(shù)】
[0002]魔T結(jié)構(gòu)是一種四端口的微波器件，理想情況下的魔T結(jié)構(gòu)是一種180°的混合環(huán)。傳統(tǒng)的波導(dǎo)魔T結(jié)構(gòu)體積大，寬帶的匹配電路很難實現(xiàn)，所以傳輸相對帶寬一般低于10%。傳統(tǒng)的魔T為立體結(jié)構(gòu)，對于現(xiàn)代平面化集成電路已不適用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問題，本發(fā)明旨在提供一種基于基片集成技術(shù)的平面魔T，克服傳統(tǒng)魔T帶寬小，不適用于現(xiàn)代平面化集成電路的難題。
[0004]為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案:
一種基于基片集成技術(shù)的平面魔T，所述平面魔T由上至下依次包含相互平行的頂層金屬層、介質(zhì)基板和底層金屬層，所述頂層金屬層為五邊形，所述介質(zhì)基板上分布有五列金屬化通孔，五列金屬化通孔呈放射狀排列，相鄰兩列金屬化通孔相交且相交形成的夾角為72°，所述頂層金屬層的任意3個相鄰的頂點分別連接I條微帶線，其中與中間頂點連接的微帶線作為平面魔T的和臂，另外2條微帶線均作為平面魔T的等功率輸入/輸出端，在這3條微帶線的同一層上還設(shè)有平面魔T的差臂，該差臂不與頂層金屬層和前述3條微帶線接觸且該差臂與和臂垂直，所述底層金屬層上刻蝕有槽線結(jié)構(gòu)，該槽線結(jié)構(gòu)與和臂處在與底層金屬層垂直的同一平面上且該槽線結(jié)構(gòu)與和臂平行。
[0005]其中，上述差臂包含I條微帶線，且該微帶線的一端連接著扇形短路線。
[0006]其中，上述每條微帶線的阻抗均為50歐姆。
[0007]其中，上述槽線結(jié)構(gòu)包含I條直槽線，該直槽線的一端連接著扇形短路線。其中，上述頂層金屬層關(guān)于和臂所在的直線對稱。
[0008]采用上述技術(shù)方案帶來的有益效果是:
本發(fā)明設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，工作帶寬大，電性能良好，其平面結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)立體、多層結(jié)構(gòu)魔T相比，更適合應(yīng)用于現(xiàn)代微波毫米波電路集成中。同時，采用基片集成波導(dǎo)技術(shù)，結(jié)構(gòu)十分緊湊，減少了加工難度，降低了加工成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2是本發(fā)明的三維立體圖。
[0011]圖3是本發(fā)明的俯視圖。
[0012]圖4 (a)?4 (e)是本發(fā)明各參數(shù)的仿真結(jié)果圖。

【具體實施方式】
[0013]以下將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細(xì)說明。
[0014]如圖1所示本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖和圖2所示的三維立體圖，平面魔T由上至下依次包含相互平行的頂層金屬層、介質(zhì)基板和底層金屬層，所述頂層金屬層為五邊形，所述介質(zhì)基板上分布有五列金屬化通孔，五列金屬化通孔呈放射狀排列，相鄰兩列金屬化通孔相交且相交形成的夾角為72°，所述頂層金屬層的任意3個相鄰的頂點分別連接I條微帶線，其中與中間頂點連接的微帶線作為平面魔T的和臂，另外2條微帶線均作為平面魔T的等功率輸入/輸出端，在這3條微帶線的同一層上還設(shè)有平面魔T的差臂，該差臂不與頂層金屬層和前述3條微帶線接觸且該差臂與和臂垂直，所述底層金屬層上刻蝕有槽線結(jié)構(gòu)，該槽線結(jié)構(gòu)與和臂處在與底層金屬層垂直的同一平面上且該槽線結(jié)構(gòu)與和臂平行。在本實施例中，所述差臂包含I條微帶線，且該微帶線的一端連接著扇形短路線；每條微帶線的阻抗均為50歐姆；所述槽線結(jié)構(gòu)包含I條直槽線，該直槽線的一端連接著扇形短路線；所述頂層金屬層關(guān)于和臂所在的直線對稱。介質(zhì)基板采用Rogers 5880介質(zhì)板，介電常數(shù)為2.2，厚度為0.8毫米。
[0015]如圖3所示本發(fā)明的俯視圖，為了便于說明，將和臂的端口稱為端口 1，將2條等功率輸入/輸出端分別稱為端口 2和端口 3，將差臂的端口稱為端口 4。當(dāng)能量從端口 I輸入時，端口 2和端口 3有相等的能量傳出；由于槽線和微帶線的耦合特性，電磁波的電場由垂直極化變?yōu)樗綐O化，當(dāng)電磁波分別從左右兩邊到達(dá)槽線時，電場強度在水平方向上合為零，從而能量無法在槽線中傳輸，實現(xiàn)隔離效果；同理可得，當(dāng)能量從端口 4輸入時，端口 2和端口 3有相等的能量傳出，端口 I沒有能量傳出；當(dāng)能量從端口 2和端口 3同時輸入時，在端口 I相遇時由于電場方向相同，端口 I輸出的能量為端口 2和端口 3能量之和；而能量在槽線處相遇時，由于它們的電場方向相反，端口 4輸出的能量為端口 2和端口 3能量之差。
[0016]圖4 (a) "4 (e)為本發(fā)明各參數(shù)的仿真結(jié)果圖。圖4 (a)和圖4 (b)的橫坐標(biāo)為頻率(單位:吉赫茲)，縱坐標(biāo)為幅值(單位:分貝)，其中Sll表示端口 I的反射系數(shù)曲線，S12表示端口 I至端口 2的傳輸系數(shù)曲線，S13表示端口 I至端口 3的傳輸系數(shù)曲線，由圖4 (a)可知，S12與S13基本重合；S44表示端口 4的反射系數(shù)曲線，S42表示端口 4至端口2的傳輸系數(shù)曲線，S43表示端口 4至端口 3的傳輸系數(shù)曲線，由圖4 (b)可知，S42與S43基本重合。圖4 (c)的橫坐標(biāo)為頻率(單位:吉赫茲)，縱坐標(biāo)為隔離度(單位:分貝)，其中，S14為端口 I至端口 4的隔離度曲線，S23為端口 2至端口 3的隔離度曲線。圖4(d)和圖4(e)的橫坐標(biāo)為頻率(單位:吉赫茲),縱坐標(biāo)為相位(單位:度),其中，In-phase Difference表示S12與是S13的同相相位差曲線,Out-of-Phase Difference表示S42與S43的反相相位差曲線。由圖4 (a) I (e)可知，本發(fā)明的基于基片集成技術(shù)的平面魔T的-1OdB帶寬為7.36GHz^9.22GHz,中心頻率為8.24GHz，相對帶寬為23%。能量從端口 I輸入時，回波損耗大于25dB,插入損耗為3.6dB左右；能量從端口 4輸入時，回波損耗大于15dB,插入損耗為4.6dB左右。端口 2和端口 3隔離度為16dB以上。端口 I和端口 4隔離為40dB以上，隔離效果非常好。
[0017]以上實施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于基片集成技術(shù)的平面魔T，其特征在于:所述平面魔T由上至下依次包含相互平行的頂層金屬層、介質(zhì)基板和底層金屬層，所述頂層金屬層為五邊形，所述介質(zhì)基板上分布有五列金屬化通孔，五列金屬化通孔呈放射狀排列，相鄰兩列金屬化通孔相交且相交形成的夾角為72°，所述頂層金屬層置于五列金屬化通孔的正上方，所述頂層金屬層的任意3個相鄰的頂點分別連接I條微帶線，其中與中間頂點連接的微帶線作為平面魔T的和臂，另外2條微帶線均作為平面魔T的等功率輸入/輸出端，在這3條微帶線的同一層上還設(shè)有平面魔T的差臂，該差臂不與頂層金屬層和前述3條微帶線接觸且該差臂與和臂垂直，所述底層金屬層上刻蝕有槽線結(jié)構(gòu)，該槽線結(jié)構(gòu)與和臂處在與底層金屬層垂直的同一平面上且該槽線結(jié)構(gòu)與和臂平行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于基片集成技術(shù)的平面魔Τ，其特征在于:所述差臂包含I條微帶線，且該微帶線的一端連接著扇形短路線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種基于基片集成技術(shù)的平面魔Τ，其特征在于:所述每條微帶線的阻抗均為50歐姆。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于基片集成技術(shù)的平面魔Τ，其特征在于:所述槽線結(jié)構(gòu)包含I條直槽線，該直槽線的一端連接著扇形短路線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于基片集成技術(shù)的平面魔Τ，其特征在于:所述頂層金屬層關(guān)于和臂所在的直線對稱。
【文檔編號】H01P5/20GK104134844SQ201410392419
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月12日
【發(fā)明者】許鋒, 鄭朝義 申請人:南京郵電大學(xué)