3毫米探針型微帶/波導(dǎo)轉(zhuǎn)換過(guò)渡

1 引言

微帶/波導(dǎo)轉(zhuǎn)換過(guò)渡在毫米波系統(tǒng)中大量應(yīng)用。對(duì)它的研究也持續(xù)了很多年，已經(jīng)大量報(bào)道的有波導(dǎo)/脊波導(dǎo)/微帶過(guò)渡，波導(dǎo)/鰭線/微帶過(guò)渡和微帶探針過(guò)渡[1-8]。對(duì)于波導(dǎo)/脊波導(dǎo)/微帶過(guò)渡和波導(dǎo)/鰭線/微帶過(guò)渡，波導(dǎo)和微帶的傳播方向一致，這對(duì)部件連接很方便。但波導(dǎo)/鰭線/微帶過(guò)渡尺寸較大，損耗也偏大，在空間尺寸要求緊湊的地方，近年來(lái)已很少使用。波導(dǎo)/脊波導(dǎo)/微帶過(guò)渡不易實(shí)現(xiàn)脊波導(dǎo)與微帶的有效連接。微帶探針型過(guò)渡具有尺寸小，性能優(yōu)良的特點(diǎn)，已經(jīng)獲得越來(lái)越多的應(yīng)用。我們對(duì)微帶探針過(guò)渡也做了研究，見(jiàn)圖1示，并獲得良好的性能。

2 仿真分析

采用商用軟件HFSS對(duì)圖1所示過(guò)渡進(jìn)行了仿真分析。為方便實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的結(jié)構(gòu)為兩個(gè)過(guò)渡相連，即輸入波導(dǎo)通過(guò)轉(zhuǎn)換過(guò)渡連接到微帶，再通過(guò)轉(zhuǎn)換過(guò)渡連接到輸出波導(dǎo)。因此S11和S22是指兩波導(dǎo)端的反射系數(shù)，S12或S21則包含了兩個(gè)過(guò)渡的插入損耗。仿真結(jié)果見(jiàn)圖3示。仿真結(jié)果顯示，從90GHz到107GHz范圍過(guò)渡的反射損耗都小于-20dB, 插損很小。

圖1 微帶探針過(guò)渡

圖2 微帶/波導(dǎo)轉(zhuǎn)換過(guò)渡性能仿真結(jié)果

3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

我們加工制作了轉(zhuǎn)換過(guò)渡硬件，見(jiàn)圖3示。對(duì)轉(zhuǎn)換過(guò)渡的性能進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖4，圖5，圖6。微帶/波導(dǎo)過(guò)渡器通過(guò)扭波導(dǎo)、彎波導(dǎo)及軟波導(dǎo)與測(cè)試系統(tǒng)連接，圖4中的插入損耗包含了這些接頭和轉(zhuǎn)換波導(dǎo)的插損。而反射損耗同樣包含了這些連接件的影響。但兩者還是較吻合的。

圖3 微帶/波導(dǎo)轉(zhuǎn)換過(guò)渡實(shí)物照片