Ka波段宽带波导微带变换策画.pdfVIP

Ka波段宽带波导微带变换设计 刘德志 詹莉华 李春晓 （南京电子技术研究所，南京，210013 ） 摘 要：本文采用电磁仿真软件HFSS 快速设计出E-面探针方式的波导--微带过渡结构，设计流程基于采用高阻抗线以及四 分之一波长线将探针阻抗匹配。设计出的宽带变换实测结果在 30GHz～40GHz 的频段内能够达到驻波1.5,插损1dB 的良好 指标。 关键词：HFSS 波导微带变换 Design of Ka-broadband Waveguide to Microstrip transition Liu De Zhi ，Zhan Li Hua ，Li Chun Xiao （Nanjing Research Institute of Electric Technology,Nanjing 210013,China ） Abstract:A Ka-broadband waveguide to microstrip transition has been disignd successfully by HFSS.The design procedure is based on the achivcment oe a matched impedance probe through the use of a high impedance line and a quarter wavelength transformer.The performance can reach vswr1.5 and insertion loss1dB from 30GHz to 40 GHz. Keywords: HFSS ，Waveguide to microstrip transition 1 引言 接一个高阻抗感性微带线其宽度为WI 、长度为LI, 然后通过1/4波长微带线最终将阻抗变换匹配至50 在使用波导接口的毫米波系统中，同时利用微 欧姆。 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[1] ，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[2,3] ，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 图1 E 面探针过渡结构 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 3 仿真及测试结果 率之外。探针长度D 、宽度WP 以及离波导短路面的 波导微带变换可以方便的在HFSS 中进行建模， 距离L均能影响探针从波导宽边看过去的随频率变 模型如图2 （a ）所示，其中微带线采用氧化铝陶瓷 化的阻抗。变换设计的一个最重要工作就是首先综 基板，因为采用薄膜工艺生成的微带线能够满足在 合计算出上述三个参数使得探针阻抗随频率变化 毫米波频段对高精度的要求。 而变化的范围尽量小。阻抗此时显示为实部和容性 采用HFSS建模仿真得到仿真流程如下：首先综 虚部，所以为了将阻抗匹配至50欧姆，须和探针传 合优化探针长度D 、宽度WP 以及离波导短路面的距 11 离L ，使得从波导