波导-微带探针过渡CAD技术.doc
波导-微带探针过渡CAD技术黄 建中国电子科技集团公司第 1研究所6 1 0 0 3 6本文介绍了一种基于矩形波导-微带探针耦合结构等效电路的波导-微带探针过渡CAD方法一，设计实例和测试结果证明了该方法的有效性.-关键词:i；概述矩形金属波导是微波-毫米波频段的重要传输线形式 在天线滤波器要传输线形式MMICs兀而微带是微波集成电路的主?u ?e2 毫米波电路和系统中经常需要进行两种传输线形式的转换文献报道了多种波导-微带过渡电路体积小等优点:.对波导-微带探针过渡结构针对常用的频段安装结构- =言“真工具-本文介绍了一种波导-微带探针过渡 利用商业3维电磁场数值仿真软件 讥Agile nt公司 ADS软件等）,.-? 1 ?讣-但对于实际应用中对微波电路工程师而无论是采用上述分析方法还是借助于电磁场数值仿CAD技术和微波电路CAD软件（如面探针-用的-波导端口 .:“电抗=?u ?Y?ao ?£ D?e D§y ? ?'6 2 卩？ i±E?2?P ?卩?oa ? 同轴丁共面波导等类型都是适图1中，2是波导端口参考面为通过探针中心线的波导横截面-jXs是探针插入波导对波导传输引入的不连续性jBa"ai ?土？?1?*土？土 e ni -.考虑到图1中一略去该元件并不会产生明显误差139利用图2可将等效电路元件与结构参数联系起来变压器代表了微带 TEM#模式与波导TEio模式的耦合jBb则表示微带端口附近的局部高次模式储能对应的电纳基于等效电路的波导彳微带探针过渡设计过程实际电路中此处假设为端口 2;：?6uo ?Ci ? 6 12?可知亠2确定对仁t 4：/ 6i ?U 4：1>oeoua?o?u ?1y?e ?°卩？2?© y°ua"i ?3?¥ ?i ? 2?e y ie ?d?± ? a?oo'?2e6 ?a? ? ? '?0i ? ' .?3?e y? ! ?o? ? ' 6 a ? i ? e± ?端短路波导电抗与两个jXs/2电抗作用构成门为实现3端口阻抗匹配“3- .6 ?o ?卩?B?b电纳宀端口 3端接微带线阻抗由变比n22?卩? X ? 6 ?卩？1y? e D?u3维仿真软件要求：探针电抗jXp和间隙电纳jBa ni串联谐振r.' 端口 2接终eo ?eioa ?3?首先确定探针最优尺寸宽度在微带端口短路：i：情况下-条件 1通过调整探针长度即可使i；：e?"1 ?3O?e 061" 3£1 ? 1 ?e 2? i ?2C 2?±?i ?D3?i ?e1 ? i ?D?D?e 1 i ?D3?i ?e ?u ?±£ 3?2?土？i ?e0 ?± ? ? a QD值?？调整探针谐振频率和带宽可以可进行波导-微带探针过渡的快速最优化设计分别调整两个独立参数达到一这一设计步骤通过 3'-确定探针尺寸后使微带与探针相连形成微带端口:-这可通过一次3维电磁场仿真得到-在微波电路CAD软件中可以完成端口 2接终端 短路波导长度和端口3微带匹配电路参数的优化设计一的匹配电路形式长阻抗变换器实现与 50欧姆标准阻抗的匹配快完成-最后>在通过一个1/4波这一过程可以很验证是否达到设计要求7次电磁场仿真四由于接口位置要求一如图3所示:采用标准BJ320波导图3 种特殊波导-微带探针过渡结构A-A面按照第3节所述的设计方法.ouo?1y?e D?u最后得到的主要参数如表1所示n1(1-L-E/p叭GHi I1 義 a,10-探针长度1.85探针宽度0.6短路面距离3.74微带高阻线宽度0.1微带高阻线长度0.1650欧姆微带宽度0.37设计中微带匹配电路仅采用了高阻线抵消电纳jBw0?- ?,?0? 1y?e毫米）141#图4 一个波导-微带探针过渡的 ADS优化结杲和一对过渡的 HFSS仿真结杲#可确定微带匹配电路的形式过设计实例和测试结果表明JF.实测1对过渡性能示于图 5“?2ae ?d 1?°u o?d ?o? C'同轴过渡和长度为20mm的微带传 输线影响.-结论本文介绍了一种基于矩形波导-微带探 针耦合结构等效电路的波导-微带探针过渡CAD方法可以快速完成波导-微带探针过渡的设计还通2门 ?'o ?ue?C 2？§± Dec. 1997,291-5:'HYoke-Choy Leong etc. Full band waveguide-to-microstrip probe tran siti on s, IEEE MTT-SDigest, 1999, 1435-8：! ； Yi-Chi Shih, etc. Waveguide-to-microstrip transitions for millimeter-wave applications, IEEE MTT-S Digest, 1988, 473-5:洽 A. G. Willia nmso n, Cross-coupled coaxial-li ne/Recta ngular-waveguide jun cti on, IEEE trans.On MTT., Vol. MTT-33, No.3, Mar. 1985, 277-80142
