1.本实用新型涉及实时信号处理技术领域,具体为一种基于基片厚度调制的微波啁啾延迟效应结构。
背景技术:
2.近些年,在微波毫米波区域的实时信号处理成为急迫解决的技术,由于数模/模数转换器等数字器件采样率的限制,基于数字处理方法的对高频宽带信号的采样以及转换遇到困难。而模拟信号处理技术不需要对输入信号进行数字化采样,可以直接通过非线性器件实现波形的拉伸、压缩或翻转等处理。啁啾色散延迟线是一种重要得模拟信号处理器。近些年关于微波频段下得线性啁啾色散延迟线,大多都为色散光纤和表面声波色散延迟线。虽然能实现小尺寸和较大的时间带宽积,但由于其工作频率限制并不适用全电磁波系统。另一种静磁波类型传输性色散延迟线,虽然可以工作微波波段和提供大的时间带宽积,但是其在平面微波电路结构中不易实现。微带线可以灵活制备各种微波领域的电磁结构如左手结构和电磁带隙结构。如通过微带线的信号线宽度调制技术实现准周期的电磁带隙结构获得线性反射群时延;利用人工介质基片构造一种反射型线性延迟线,通过改变结构参数可以达到改变带隙宽度,实现啁啾延迟线响应。
技术实现要素:
3.本实用新型的目的在于提供一种基于基片厚度调制的微波啁啾延迟效应结构,以解决上述背景技术中提出不具备工作频率在全电磁波系统应用的功能的问题。
4.为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:一种基于基片厚度调制的微波啁啾延迟效应结构,包括金属地,所述金属地的前端胶接有下层介质基板,所述下层介质基板的前端设置有上层介质基板,所述下层介质基板的前端和上层介质基板的后端之间设置有多组第二层金属带,所述第二层金属带的后端焊接有多组连接管,所述下层介质基板的内部设置有多组金属通孔,所述上层介质基板的前端固定连接有微带线。
5.优选的,所述第二层金属带相邻距离按照线性递增实现。
6.优选的,所述微带线宽度为3mm,上层介质基板厚度为1mm,介电常数为6;所述第二层金属带宽度均为3mm,第一个相邻条带的距离为9mm;所述金属地、第二层金属带、微带线厚度均为0.035mm。
7.优选的,所述第二层金属带后端的连接管通过直径为0.8mm的金属通孔阵列与金属地相连接。
8.优选的,周期结构的长度为λn=la l1 (n-1)δl,n为正整数。
9.优选的,通过厚度调制实现特征阻抗可调的方法,具体步骤如下,
10.1)根据布拉格光纤光栅理论,当周期结构的物理尺寸不同,不同频率的带隙沿传输线分布在不同位置;
11.2)通过改变微带线厚度实现连续阻抗变化,根据微带线有效介电常数计算公式,
得到有效介电常数关于信号线宽度和厚度比值w/h的关系,当第二层金属带存在,介质基板的有效厚度h为h1;当第二层金属带不存在,介质基板的有效厚度为h为h1 h2。
12.3)当介质基板的有效介电常数固定,通过调制周期结构的长度实现高频微波信号传输方向的带隙频率控制,得到二次相位响应特征。
13.与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:该基于基片厚度调制的微波啁啾延迟效应结构不仅实现了工作频率在全电磁波系统应用的功能,实现了便于与微波平面电路集成的功能,而且实现了通过通孔调整准周期电磁带隙结构的功能;
14.(1)通过设置有微带线,使用时,微带线可以灵活制备各种微波领域的电磁结构如左手结构和电磁带隙结构,应用范围广且加工难度低,在全电磁波系统中都可以进行应用,实现了工作频率在全电磁波系统应用的功能;
15.(2)通过设置有下层介质基板和上层介质基板,使用时,宽大的介质基板,适配于各种型号的平面电路集成,通过改变介质集片的厚度实现调节等效介电常数的结构,实现了便于与微波平面电路集成的功能;
16.(3)通过设置有金属通孔和连接管,使用时,通过连接管穿过金属通孔互联实现准周期电磁带隙结构,其制备工艺简单和加工成本较低,实现了通过通孔调整准周期电磁带隙结构的功能。
附图说明
17.图1为本实用新型的正视剖面结构示意图;
18.图2为本实用新型的侧视剖面结构示意图;
19.图3为本实用新型的图1中a处局部剖面放大结构示意图;
20.图4为本实用新型的下层介质基板正视结构示意图;
21.图5为本实用新型的调节基片厚度构造cebg方案的反射系数结果图;
22.图6为本实用新型的调节基片厚度构造cebg方案的群时延结果图。
23.图中:1、金属地;2、下层介质基板;3、金属通孔;4、第二层金属带;5、连接管;6、上层介质基板;7、微带线。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
25.实施例1:请参阅图1-6,一种基于基片厚度调制的微波啁啾延迟效应结构,包括金属地1,下层介质基板2的前端和上层介质基板6的后端之间设置有多组第二层金属带4,上层介质基板6的前端固定连接有微带线7;
26.微带线7宽度为3mm,上层介质基板6厚度为1mm,介电常数为6;第二层金属带4宽度均为3mm,第一个相邻条带的距离为9mm;金属地1、第二层金属带4、微带线7厚度均为0.035mm;
27.周期结构的长度为λn=la l1 (n-1)δl,n为正整数;
28.具体地,如图1、图2、图5和图6所示,当n取17时,得到相应结构的s11与s22曲线,如图3所示,由于将结构的不连续性构造于微带线7内部,减小了辐射损耗,尤其能够减小阻带内高频分量的损耗。图4为该相应结构的反射群时延时延曲线,在阻带内,反射群时延呈现出线性变化的趋势,同时微带线7可以灵活制备各种微波领域的电磁结构如左手结构和电磁带隙结构,应用范围广且加工难度低,在全电磁波系统中都可以进行应用,实现了工作频率在全电磁波系统应用的功能。
29.实施例2:金属地1的前端胶接有下层介质基板2,下层介质基板2的前端设置有上层介质基板6;
30.通过厚度调制实现特征阻抗可调的方法,具体步骤如下,
31.1)根据布拉格光纤光栅理论,当周期结构的物理尺寸不同,不同频率的带隙沿传输线分布在不同位置;
32.2)通过改变微带线7厚度实现连续阻抗变化,根据微带线7有效介电常数计算公式,得到有效介电常数关于信号线宽度和厚度比值w/h的关系,当第二层金属带4存在,介质基板的有效厚度h为h1;当第二层金属带4不存在,介质基板的有效厚度为h为h1 h2。
33.3)当介质基板的有效介电常数固定,通过调制周期结构的长度实现高频微波信号传输方向的带隙频率控制,得到二次相位响应特征。
34.具体地,如图1和图3所示,宽大的介质基板,适配于各种型号的平面电路集成,通过改变介质集片的厚度实现调节等效介电常数的结构,实现了便于与微波平面电路集成的功能。
35.实施例3:第二层金属带4的后端焊接有多组连接管5,下层介质基板2的内部设置有多组金属通孔3;
36.第二层金属带4相邻距离按照线性递增或递减实现,第二层金属带4后端的连接管5通过直径为0.8mm的金属通孔3阵列与金属地1相连接;
37.具体地,如图1和图4所示,通过连接管5穿过金属通孔3互联实现准周期电磁带隙结构,其制备工艺简单和加工成本较低,实现了通过通孔调整准周期电磁带隙结构的功能。
38.工作原理:本实用新型在使用时,首先,当n取17时,得到相应结构的s11与s22曲线,如图5所示,由于将结构的不连续性构造于微带线7内部,减小了辐射损耗,尤其能够减小阻带内高频分量的损耗。图6为该相应结构的反射群时延时延曲线,在阻带内,反射群时延呈现出线性变化的趋势,同时微带线7可以灵活制备各种微波领域的电磁结构如左手结构和电磁带隙结构,应用范围广且加工难度低,在全电磁波系统中都可以进行应用,实现了工作频率在全电磁波系统应用的功能;宽大的介质基板,适配于各种型号的平面电路集成,通过改变介质集片的厚度实现调节等效介电常数的结构,实现了便于与微波平面电路集成的功能;通过连接管5穿过金属通孔3互联实现准周期电磁带隙结构,其制备工艺简单和加工成本较低,实现了通过通孔调整准周期电磁带隙结构的功能。
39.对于本领域技术人员而言,显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制
所涉及的权利要求。