波导微带
微带转波导_二分之一波长_概述及解释说明
微带转波导 二分之一波长 概述及解释说明
1. 引言
1.1 概述
本文将对微带转波导以及二分之一波长特性进行概述和解释说明。微带转波导作为一种重要的高频电磁场传输结构，广泛应用于通信、雷达、卫星通信、医疗和生物传感器等领域。而二分之一波长在微带转波导中具有特殊的应用价值和优势。
1.2 文章结构
本文将按照以下结构进行论述：
第一部分为引言，简要介绍本文的概要和目标；
第二部分将给出对微带转波导的定义和原理的详细阐述；
第三部分将深入探讨二分之一波长的特性，并阐明其在微带转波导中的应用；
第四部分将总结并解释微带转波导技术在通信、雷达、卫星通信以及医疗和生物传感器领域中的应用领域；
最后，我们给出文章的结论，并提出进一步研究建议。
1.3 目的
本文旨在系统介绍微带转波导和二分之一波长，在读者了解基本原理并深入理解应用领域后，为相关领域的研究者和工程师提供指导意见和启示。通过对该技术的深入了解，读者将能够更好地应用微带转波导和二分之一波长，推动相关技术的发展和创新应用。
2. 微带转波导的定义和原理：
2.1 微带线的概念:
微带线是一种具有平面形状的传输线结构，由一层介质基板和金属箔片组成。其基本结构如下：在一个绝缘基底上布满了金属片。微带线具有宽度、长度和厚度三个方向的尺寸，通常宽度远大于厚度。
2.2 转波导的概念:
转波导是指将微带线连接至其他类型的传输线或者天线时所采用的过渡结构，以实现不同类型传输特性之间的转换。转波导可以通过多种方式实现。
2.3 微带转波导的原理:
微带转波导是指在电磁学中，在微带线与其他传输线或天线进行连接时所引入的转换结构。它通过控制电场、磁场和表面等离子体等因素来改变相位和幅值特性，从而实现信号在不同传输介质中的平滑过渡。
微带转波导技术主要包含以下几个方面：
- 能够降低杂散回波: 微带转波导能够有效地减少反射损耗，提高传输效率。通过在转换结构中引入阻抗匹配和反射抑制技术，可以实现最小化的反射功率。 - 实现较宽带宽: 微带转波导可实现较大的带宽，使其适用于多种频率应用场景。通过调整转换结构的设计参数，可以扩展微带线的工作频段。
Ka波段波导-微带转换电路
Ka波段波导-微带转换电路
摘 要:本文在了解矩形波导、微带线的传输理论及分析了Ka波段波导-微带转换电路的特性后，利用HFSS仿真软件对它进行仿真并优化，设计出了Ka波段波导-微带转换电路。满足实验要求：在Ka频段26.5GHz~40GHz内的输入/输出驻波比1.2，插入损耗1.0dB。
关键词：Ka波段，微带线，矩形波导，HFSS，转换电路
Abstract：After the understanding about the transmission theory of rectangular
waveguide and micro-strip line and the analysis of the speciality of Ka-band
waveguide micro-strip transform circuit, this paper will design the Ka-band
waveguide micro-strip transform circuit by the simulation and optimization of HFSS.
It meets the requirements: the input/output standing wave ratio is 1.2 within the Ka
frequency range 26.5GHz~40GHz and the insertion loss is 1.0dB.
Key word：Ka-band，Micro-strip, Waveguide, HFSS , Transform circuit
1. 引言
波导-微带转换电路是各种雷达、通讯、电子对抗等系统中最重要的一种无源转接过渡，又是各系统的重要组成部分，它性能的好坏直接影响系统的性能。随着微波集成电路的发展，微带线又是微波、低频段毫米波电路的主要传输线，而实现波导-微带的过渡就成了人们日益关注的问题。本文分析了Ka波段波导-微带探针转换的微波特性，设计了宽频带Ka 波段波导—微带转换器，并用HFSS软件对它进行仿真分析和验证，其仿真结果达到理想中的预期值。
一种V波段波导—微带对极鳍线过渡结构的设计研究
龙源期刊网
一种V波段波导—微带对极鳍线过渡结构的设计研究
作者：潘猛 秦雪雪 文春华 周传升
来源：《无线互联科技》2017年第13期
摘要：文章研制了一款V频段的波导微带转换器，该转换器采用对极鳍线过渡结构，并提出了一种抑制谐振及基片安装引起的高次模的设计方案。实际测试回波损耗小于-21dB，插入损耗小于1.6dB。
关键词：波导；微带；对极鳍线；谙振
波导-微带转接器是各种雷达、通信、电子对抗等系统中最重要的一种转接过渡。对极鳍线模型，结构简单，过渡方向与电路一致，在宽频带内可以实现较好的过渡性能，是现今普遍常用的波导-微带过渡结构[1]。本文使用HFSS仿真设计了一款V频段的波导微带转换器，并进行了加工验证。
1 理论分析
微带线是准TEM模式的传输线，其特性阻抗为50Q[2]。矩形波导是截面形状为矩形的金属波导管，其传输主模为TEW模。本文采用V频段标准矩形波导（3.759mmX1.88mm），波导的特性阻抗计算公式为，其中，为空气波阻抗，A为空气中的波长，〃为波导宽边长度。其特性阻抗为506波导-微带对极鳍线过渡结构如图1所示，在整个过渡长度内，两个金属鳍制作在基片两面，为一对渐变的对极鳍线。主要实现以下功能：（1）将波导中的TE10模逐渐旋转90°，变成在对极鳍线重叠部分中的准微带传输模式；（2）将波导主模的506Q特性阻抗转换到接近标准微带线的50Q特性阻抗。
2 仿真设计
2.1 过渡结构曲线的设计
鳍线渐变段的设计，主要指渐变方向的平滑曲线设计。平滑曲线的选取要使其引入的反射损耗在要求的频段内最小，并使渐变段物理尺寸尽可能地短。本文对极鳍线过渡段采用了指数的过渡形式，其设计公式为[3]：
其中1代表过渡长度，6为波导窄边宽度，s为微带线宽度。过渡段的长度Z不能过短，因为过短时，端口的反射系数较大；也不能过长，因为过长时，电路的损耗较大。取I的长度为1.54左右。 龙源期刊网
W波段波导—微带对脊鳍线过渡结构设计
Science&TechnologyVision
科技视界科技视界Science&TechnologyVision
科技创新0引言
袁
遥
袁袁
遥
遥
院[1袁2]尧
[3~4]遥袁
袁袁袁
遥袁
遥
W遥
袁80耀95GHz
20dB袁0.4dB遥
1理论分析
遥TE10
袁TEM遥袁
袁
遥袁
WR10渊2.54mm伊1.27mm冤遥
50赘[5]遥
1
遥袁
TE1090毅袁
TEM[6]遥袁
袁
50赘
遥
图1矩形波导要微带对脊鳍线过渡结构W波段波导—微带对脊鳍线过渡结构设计
单伟包超高志宇郑晓秦越(中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室袁四川成都610213冤
揖摘要铱文章基于对脊鳍线过渡结构设计并仿真了一种W波段的矩形波导要微带线的转换器遥该转换器具有平
面电路的几何结构优点袁且空间体积小尧质量轻袁可广泛应用于毫米波平面传输线组成的电路中遥通过仿真结果表明院在W波段渊80耀95GHz冤的频带范围内袁该过渡结构的回波损耗小于20dB袁插入损耗小于0.4dB遥揖关键词铱W波段曰波导要微带转换曰毫米波曰对脊鳍线
中图分类号院TN02文献标识码院ADOI院10.19694/ki.issn2095-2457.2021.12.45
揖Abstract铱ThispaperdesignsandsimulatesaW-bandrectangularwaveguide要microstriplineconverterbased
onthetransitionstructureoftheridge要finline.Theconverterhastheadvantagesofplanarcircuitgeometry
structure,smallspaceandlightweight,andcanbewidelyusedincircuitscomposedofmillimeterwaveplanar
transmissionlines.Thesimulationresultsshowthat:intheWband渊80-95GHz冤frequencyband,thereturnlossof
H面波导到微带过渡结构设计
总第２３４期 ２０１３年第１２期 舰船电子工程 Ｓｈｉｐ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｖｏ１．３３ Ｎｏ．１２ １５５
Ｈ面波导到微带过渡结构设计
兰云鹏吴景峰王抗旱 （河北半导体研究所石家庄０５００５１）
摘要讨论了一种Ｈ面磁耦合波导一微带过渡结构，该结构从波导短边平行于Ｈ面插入耦合探针。设计使用Ａｎｓｏｆｔ公司的三维电
磁仿真软件ＨＦＳＳ对影响指标的耦合探针插入深度、探针宽度等参数进行优化。按照参数优化最终结果加工一对背靠背样件，测试得到：在 ３０ＧＨｚ￣３６ＧＨｚ频率范围内，插损优于１．５ｄＢ，回波损耗大于１６ｄＢ。实验证明该过渡结构具有结构简单，插损小，频带宽，便于加工等优点。
关键词Ｈ面；磁耦合；Ｋａ波段；波导一微带；过渡
中图分类号ＴＮ７１３ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ１６７２—９７３０．２０１３．１２．０５０
Ａ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｈ・－Ｐｌａｎｅ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ・－Ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ
ＬＡＮ Ｙｕｎｐｅｎｇ ＷＵ Ｊｉｎｇｆｅｎｇ ＷＡＮＧ Ｋａｎｇｈａｎ （Ｈｅｂｅｉ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ ０５００５１）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ａｎ Ｈ—ｐｌａｎｅ ｗａｖｅｇｕｉｄｅ－ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｐｒｏｂｅ ｗａｓ ｐａｒａｌｌｅｌ ｔｏ Ｈ—ｐｌａｎｅ ａｎｄ ｉｎｓｅｒｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｓｈｏｒｔ ｓｉｄｅ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｖｅｇｕｉｄｅ．ＨＦＳＳ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔＯ ｓｉｍｕｌａｔｅ ａｎｄ ｏｐｔｉｍｉｚｅ ｔｈｅ ｌｏｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｗｉｄｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｂｅ．Ａ ｂａｃｋ ｔｏ ｂａｃｋ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｗａｓ ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ ａｎｄ ｍｅａｓｕｒｅｄ．ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｅｄ ＵＳ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ １ＯＳＳ ｂｅｔｗｅｅｎ ３０ＧＨｚ～３６ＧＨｚ ｗａｓ １ｅｓｓ ｔｈａｎ ０．８ｄＢ，ａｎｄ ｔｈｅ
V波段微带波导过渡设计
第2
期
2019
年2
月Vol. 14 No. 2
Feb. 2019Journal of CAEIT
程与应用doi：
10.3969/j. issn. 1673-5692.2019.02.016
V波段微带-波导过渡设计
张运传，刘志红
(华东电子工程研究所，安徽合肥
230031)
摘 要：本文介绍了一种应用于汽车防撞雷达收发前端测量的
V波段微带-波导过渡设计。利用
高频仿真软件
HFSS对过渡结构进行了仿真优化并进行了实物制作。对过渡进行了测试并和仿真
结果进行了对比分析。结果表明该过渡可以满足实际测试需求。
关键词：
V波段；微带-波导过渡；防撞雷达；仿真优化
中图分类号:
TN402 文献标识码：
A 文章编号:
1673 -5692 (2019)02 -0203 -03
Design of V-Band Microstrip-Waveguide Transition
ZHANG Yun-chuan, LIU Zhi-hong
(East China Research Insititute of Electronic Engineering, Hefei 230031 )
Abstract:
This paper introduces a V-l)and microstrip-waveguide transition design applied to the front end
measurement of vehicle collision-avoidance radar. The high frequency simulation software HFSS is used to
simulate and optimize the transition structure. Then it is realized. Both simulation and measurement are
compared and analyzed. The results show that the transition can meet the actual testing requirements.
W波段波导_微带探针过渡设计
W波段波导-微带探针过渡设计
付骥 胡皓全 ( 电子科技大学电子工程学院，成都 610054 )
摘 要：本文采用高频仿真软件HFSS仿真设计出了W波段E面探针方式的波导到微带过渡结构，并制作了实物进行了
测试，实测结果表明在频率85GHz-100GHz范围内，过渡的插入损耗小于1dB，与仿真结果基本吻合，适合工程应用。 关键词：毫米波； W波段；波导微带变换 Design of W Band Waveguide to Microstrip Probe Transition
FU Ji, HU Hao-quan
(School of Electronic Engineering, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054, China)
Abstract: In this paper, a structure of W band waveguide to microstrip probe transition is designed and analyzed by using the advanced electromagnetic simulation software HFSS. The transition is also fabricated and measured to demonstrate the performance, the measured results show that the insertion loss of the transition is less than 1dB in the frequency of 85GHz to 100GHz, which shows good agreement with theoretical results. Key words：Millimeter wave; W band; Microstrip probe transition
Ka频段波导—同轴探针—微带过渡的研究
- 1 -Ka频段波导—同轴探针—微带过渡的研究
刁睿，徐锐敏，谢小强
电子科技大学电子工程学院，四川成都 (610054)
E-mail：screamtodie@
摘 要：本文介绍了一种设计波导—同轴探针—微带过渡结构的方法。设计采用HFSS分析
并进行优化，在26.5-39GHz范围内，插入损耗小于0.11dB，输入端回波损耗小于-19.5dB，
最小可达-24dB。
关键词：毫米波，同轴探针，过渡
中图分类号：TN63
1. 引 言
在毫米波频段，为便于测试、天馈以及独立微带电路之间的连接，常常需要将微带电路
输入、输出端口通过转换结构过渡到矩形波导。在需要将信号作一段距离的传输时，也必须
将电路从微带转换至波导，以降低传输损耗。因而采用微带的毫米波集成电路往往都必须具
有宽带特性的波导-微带过渡的接口。探针结构是工作于TEM
模的同轴线和工作于10TE
模
的矩形波导间的一种常用的过渡结构[1]。在实际应用中，过渡器的一个不可忽视的附加因素
是气密要求。很多微带电路，特别是军用微带电路，为保证能在各种恶劣环境条件下性能的
稳定性，对系统的气密性提出了更高的要求。而通常所采用的E面探针型波导—微带过渡
结构在波导上的开口较大，不仅使系统的气密性受到一定的影响，对矩形波导内的场分布也
将产生较大的扰动。综合运用相关理论知识并考虑到波导—微带过渡结构的具体要求，采用
波导—同轴探针—微带过渡结构将能够获得较好的效果。
为此本文对波导—同轴探针—微带过渡结构的设计方法进行了介绍。
2. 理论分析
探针在波导中相当于一个小天线，若同轴线接波源，探针便是发射小天线，它向波导所
限定的辐射电磁波. 一般地说，只要电磁波的电场或与波导某模式的电场或磁场分量一致，
该模便会被激励。本文讨论单探针激励矩形波导[2]，如图1所示。采用R.F.Harrington的等
效电路法来进行研究。在矩形波导内,由同轴波导驱动一根很细的探针,如图所示,细探针被放
一种平面形式的矩形波导和微带线集成结构研究
摘 要：
通常从微带线到矩形波导的过渡是通过三维（3D）复杂的安装结构实现的。现提出一种新的平面结构，将微带线和矩形波导完全集成在同一衬底上，并通过一个简单的锥度相互连接。实验结果表明，在回波损耗为20 dB时，该结构的有效带宽为12%，带内插入损耗优于0.4 dB。新的过渡结构可以在同一衬底上实现波导组件与MIC和MMIC的完全集成。
关键词：
矩形波导；微带线到波导的过渡；集成
0 引言
矩形波导可用于设计高Q值的元件，但需要复杂的转换结构实现与平面电路的集成。目前已经有一些针对微带线和矩形波导转换结构的研究，然而，传统的矩形波导平面结构集成方案体积庞大，通常也需要精密的加工工艺。在毫米波频段，这类结构很难实现大规模生产。微带与矩形波导的过渡一般是由两个或多个模块组成，需要通过精密的组装实现，而且需要配备一些调谐结构设计；此外，平面基板必须被切割成特定的形状。上述要求都较难实现，也使得集成的成本十分高昂。
一个比较直接的解决方案就是将矩形波导集成到微带衬底中。这样设计会因为填充电介质、减小体积而减小波导Q值的影响，但是整个电路包括平面电路、转换器和波导都可以使用标准PCB或其他平面加工技术来实现。
本文提出了一种新的微带线和矩形波导集成形式，其中两种不同的结构放置在同一轴上，从而减小了过渡所需的总尺寸。这种过渡结构利用一个锥形微带线来激发波导模式。在实验中，波导是在衬底上用线性阵列的金属化通孔合成的，也可以使用金属化凹槽实现。由于所有组件都设计在同一衬底上，平面制造技术就可以保证优良的机械公差，不需要额外的调谐设计，这对多层结构特别是低温共烧陶瓷（LTCC）平台等多层工艺来说解决了很多难题。
1 介质集成波导技术理论
基片集成波导（SIW）就是由两排阵列的金属通孔或槽连接介质基板顶部和底部的金属接地平面而制成的平面结构，使用SIW技术，非平面的金属波导可以建模成一个平面的集成波导，从而集成在平面电路上。
W波段波导—微带对脊鳍线过渡结构设计 2
Science&TechnologyVision
科技视界科技视界Science&TechnologyVision
科技创新0引言
袁
遥
袁袁
遥
遥
院[1袁2]尧
[3~4]遥袁
袁袁袁
遥袁
遥
W遥
袁80耀95GHz
20dB袁0.4dB遥
1理论分析
遥TE10
袁TEM遥袁
袁
遥袁
WR10渊2.54mm伊1.27mm冤遥
50赘[5]遥
1
遥袁
TE1090毅袁
TEM[6]遥袁
袁
50赘
遥
图1矩形波导要微带对脊鳍线过渡结构W波段波导—微带对脊鳍线过渡结构设计
单伟包超高志宇郑晓秦越(中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室袁四川成都610213冤
揖摘要铱文章基于对脊鳍线过渡结构设计并仿真了一种W波段的矩形波导要微带线的转换器遥该转换器具有平
面电路的几何结构优点袁且空间体积小尧质量轻袁可广泛应用于毫米波平面传输线组成的电路中遥通过仿真结果表明院在W波段渊80耀95GHz冤的频带范围内袁该过渡结构的回波损耗小于20dB袁插入损耗小于0.4dB遥揖关键词铱W波段曰波导要微带转换曰毫米波曰对脊鳍线
中图分类号院TN02文献标识码院ADOI院10.19694/ki.issn2095-2457.2021.12.45
揖Abstract铱ThispaperdesignsandsimulatesaW-bandrectangularwaveguide要microstriplineconverterbased
onthetransitionstructureoftheridge要finline.Theconverterhastheadvantagesofplanarcircuitgeometry
structure,smallspaceandlightweight,andcanbewidelyusedincircuitscomposedofmillimeterwaveplanar
transmissionlines.Thesimulationresultsshowthat:intheWband渊80-95GHz冤frequencyband,thereturnlossof