实现毫米波频段微带同轴转换的装置
阅读说明：本技术 实现毫米波频段微带同轴转换的装置 (Device for realizing millimeter wave frequency band microstrip coaxial conversion ) 是由 黄蔚 苏阳 于 2020-12-22 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种实现毫米波频段微带同轴转换的装置,包括绝缘子、微带线、屏蔽盒和空气柱结构,所述的空气柱结构在微带线与同轴之间,同样在绝缘子与屏蔽盒的烧结处,绝缘子焊接在微带线的金属带上,空气柱结构为圆柱体,空气柱结构包括两个不同半径的圆柱体或圆台。采用了本发明的实现毫米波频段微带同轴转换的装置,适用于67GHz以下频段的绝缘子与微带线的转换结构,通过改变屏蔽盒之间的空气柱的形状,即改变屏蔽盒的结构,改善了屏蔽盒中毫米波频段驻波。(The invention relates to a device for realizing millimeter wave frequency band microstrip coaxial conversion, which comprises an insulator, a microstrip line, a shielding box and an air column structure, wherein the air column structure is arranged between the microstrip line and the coaxial line and is welded on a metal strip of the microstrip line at a sintering position of the insulator and the shielding box, the air column structure is a cylinder, and the air column structure comprises two cylinders or round tables with different radiuses. The device for realizing the coaxial conversion of the millimeter wave frequency band microstrip is suitable for the conversion structure of the insulator and the microstrip line in the frequency band below 67GHz, and improves the standing wave of the millimeter wave frequency band in the shielding box by changing the shape of the air column between the shielding boxes, namely changing the structure of the shielding boxes.)
技术领域
本发明涉及微波射频领域，尤其涉及微带屏蔽盒结构工艺领域，具体是指一种实现毫米波频段微带同轴转换的装置。
背景技术
电路的设计工作，只是工作的第一步，要真正的将微带电路应用到实际中，还必须认真考虑结构和工艺问题。
在毫米波电路的设计中，在67GHz以下频段，采用微带线电路，在设计电路中，需要加一个屏蔽盒。屏蔽盒在电路中主要是电屏蔽的作用，同时也能够机械保护和环境保护。屏蔽盒通常由主体、底板、盖板三部分组成。加强其机械牢固和可靠性，将电路板和屏蔽盒底板烧结在一起。当屏蔽盒的尺寸不合适时，会产生谐振效应。同时转换接头的绝缘子和微带导体带条也相互焊牢，使其接触可靠。
微带线和同轴是微波系统中常见的两种传输线，两种传输线在低频段一般的互连方式是直接焊接，同轴内导体焊接在微带线的金属带线上，外导体安装在微带线的接地面上，如图1所示，图中是传统的结构方式，此时测试结果如图2所示，67GHz以下的频段，部分频段的驻波比值高于1.3。
在毫米波频段内，这种连接方式会导致毫米波信号的损耗增大并且影响到驻波。绝缘子与微带转换结构，会影响到驻波比。从电路理论分析，微带同轴转换结构相当于同轴和微带线之间并联电容。在低频段时，由于电容很小，可看作开路处理，但随着频率的增加，部分传输信号开始反射，造成转换结构的驻波和插入损耗都明显增大。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足消耗低、结构简单、适用范围较为广泛的实现毫米波频段微带同轴转换的装置。
为了实现上述目的，本发明的实现毫米波频段微带同轴转换的装置如下：
该实现毫米波频段微带同轴转换的装置，其主要特点是，所述的装置包括绝缘子、微带线、屏蔽盒和空气柱结构，所述的空气柱结构在微带线与同轴之间，同样在绝缘子与屏蔽盒的烧结处，绝缘子焊接在微带线的金属带上，所述的空气柱结构用于改善插入损耗以及改善驻波。
较佳地，所述的空气柱结构为圆柱体，长度h不大于6mm。
较佳地，所述的空气柱结构包括两个不同半径的圆柱体，所述的空气柱结构的总长度为h，所述的两个圆柱体的半径分别为r1和r2，靠近绝缘子的半径r1大于靠近微带线的半径r2，长度为h1和h2，且h为h1和h2之和。
较佳地，所述的空气柱结构包括两个不同半径的圆台，所述的空气柱结构的总长度为h，所述的两个圆台中靠近绝缘子的圆台半径为r1，靠近微带线的圆台半径为r2，靠近绝缘子的半径r1大于靠近微带线的半径r2。
较佳地，所述的空气柱结构的形状根据实际的加工误差进行调整。
较佳地，所述的装置针对的频段为67GHz以下。
较佳地，所述的装置长度h不超过0.6mm。
采用了本发明的实现毫米波频段微带同轴转换的装置，适用于67GHz以下频段的绝缘子与微带线的转换结构，通过改变屏蔽盒之间的空气柱的形状，即改变屏蔽盒的结构，改善了屏蔽盒中毫米波频段驻波。
附图说明
图1为现有技术的微带同轴转换结构示意图。
图2为现有技术的微带同轴转换结构的仿真结果示意图。
图3为本发明的实现毫米波频段微带同轴转换的装置的加空气柱的微带同轴转换结构示意图。
图4为本发明的实现毫米波频段微带同轴转换的装置的加空气柱的微带同轴转换结构仿真结果示意图。
图5为本发明的实现毫米波频段微带同轴转换的装置的加双节圆柱形空气柱的微带同轴转换结构示意图。
图6为本发明的实现毫米波频段微带同轴转换的装置的加双节圆柱形空气柱的微带同轴转换结构仿真结果示意图。
图7为本发明的实现毫米波频段微带同轴转换的装置的加圆台形空气柱的微带同轴转换结构示意图。
图8为本发明的实现毫米波频段微带同轴转换的装置的圆台形空气柱的微带同轴转换结构仿真结果示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
本发明的该实现毫米波频段微带同轴转换的装置，其中包括绝缘子、微带线、屏蔽盒和空气柱结构，所述的空气柱结构在微带线与同轴之间，同样在绝缘子与屏蔽盒的烧结处，绝缘子焊接在微带线的金属带上，所述的空气柱结构用于改善插入损耗以及改善驻波。
作为本发明的优选实施方式，所述的空气柱结构为圆柱体，长度h不大于6mm。
作为本发明的优选实施方式，所述的空气柱结构包括两个不同半径的圆柱体，所述的空气柱结构的总长度为h，所述的两个圆柱体的半径分别为r1和r2，靠近绝缘子的半径r1大于靠近微带线的半径r2，长度为h1和h2，且h为h1和h2之和。
作为本发明的优选实施方式，所述的空气柱结构包括两个不同半径的圆台，所述的空气柱结构的总长度为h，所述的两个圆台中靠近绝缘子的圆台半径为r1，靠近微带线的圆台半径为r2，靠近绝缘子的半径r1大于靠近微带线的半径r2。
作为本发明的优选实施方式，所述的空气柱结构的形状根据实际的加工误差进行调整。
作为本发明的优选实施方式，所述的装置针对的频段为67GHz以下。
作为本发明的优选实施方式，所述的装置长度h不超过0.6mm。
本发明的具体实施方式中，设计了一种毫米波频段微带同轴转换结构，这种转换结构在微带线和同轴之间增加一个空气柱结构，也就是在绝缘子与屏蔽盒的烧结处，留有一段空气柱后，再将绝缘子的焊接在微带线的金属带上，如图3所示。本发明的使用频段为67GHz以下，采用的连接器接头为1.85mm。此时测试结果如图4所示，67GHz以下的频段的驻波比都在1.5以下。
在微带同轴转换界面增加一段空气柱，主要体现：
1、减小微带同轴转换结构并联电容的容值。
2.、在转换结构中增加一段感性空气截止的同轴线，对并联电容进行调谐，进而转换结构的驻波和插入损耗进行改善。
本发明的空气柱结构用于改善插入损耗以及改善驻波。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
本发明的设计方案如图5所示。空气柱的总长度为h，分为两个不同半径大小的圆柱体，分别为半径r1，r2，空气柱的长度为h1,h2,并且h＝h1+h2。此时测试结果如图6所示。
但是，本发明在加工过程中，由于h1,h2的值比较小，存在加工误差，会影响实际的结果，因此，图7是根据实际加工难易程度，进行部分修改空气柱的形状。图7中的空气柱由圆柱体改成圆台，而圆台的长度为h，靠近绝缘子玻璃空气柱半径为r1，靠近微带线连接部分的半径为r2。测试结果如图8所示。
本发明通过在转换结构中增加一段感性空气柱，并且根据实际的加工误差对空气柱的形状进行调整。通过空气柱减小微带同轴转换结构并联电容的容值，对并联电容进行调谐，进而转换结构的驻波进行改善。
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
本发明通过改变空气柱的形状，改善驻波。本发明综合考虑了在实际加工过程的误差与难度，在此基础上，也对空气柱的形状进行优化，实现更好的效果。
本发明的设计方案如图5所示。与图3的不同点在于，图3中的空气柱，是在屏蔽盒上，通过切割一个半径为r1、长度为h的圆柱体，装配工艺的需要，所以h≤6mm。而本发明的图5中，也是切割圆柱体，但是同样的长度空气柱h，分为两个不同半径大小的圆柱体，分别为半径r1，r2，空气柱的长度为h1,h2,并且h＝h1+h2。此时测试结果如图6所示。比较图6和图4，整体的驻波比值有所改善。
但是，本发明在加工过程中，由于h1,h2的值比较小，存在加工误差，会影响实际的结果，因此，图7是根据实际加工难易程度，进行部分修改空气柱的形状。与图3、图5的不同点在于，图7中的空气柱由圆柱体改成圆台，而圆台的长度为h，靠近绝缘子玻璃空气柱半径为r1，靠近微带线连接部分的半径为r2。测试结果如图8所示。比较图6和图8，基本上结果近似，图8稍微优于图6中的结果。
本发明通过在转换结构中增加一段感性空气柱，并且根据实际的加工误差对空气柱的形状进行调整。通过空气柱减小微带同轴转换结构并联电容的容值，对并联电容进行调谐，进而转换结构的驻波进行改善。
采用了本发明的实现毫米波频段微带同轴转换的装置，适用于67GHz以下频段的绝缘子与微带线的转换结构，通过改变屏蔽盒之间的空气柱的形状，即改变屏蔽盒的结构，改善了屏蔽盒中毫米波频段驻波。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
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