波导到微带转换电路-设计报告
V波段波导-微带探针转换器设计
好 使探 针处 于波 导 内 电场 最 强位 置 ， 微带 探 针 经 一 段 高 阻抗 线变 换到 ５ ０ Ｑ 微带线 上 ， 实现 了波 导 到微带 的 转 换 。波导 一微 带 探 针 过 渡 又可 分 为 两 种 形 式 ， 一 种 为 基片 表面 与波 导 中波 传 播 方 向垂 直 ， 另一 种 为 基 片 表 面 与波导 中波传 播 方 向平行 ， 如 图 １和 图 ２所示 。
（ Ｓ ｅ ｖ ｅ ｎ ｔ ｈ Ｐ ｒ ｏ ｆ ｅ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｄ ｉ ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ，Ｘ ｉ ’ ａ ｎ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ，Ｘ ｉ ’ ａ ｎ ７ １ ０ １ ０ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
随着 毫米 波技 术 的发 展 ， 微 波 毫 米 波混 合 集 成 电 路与 单片集 成 电路在 通信 、 雷达 、 制 导 以及其 他一 些 系 统 中得 到 了广 泛 应用 ， 微 带传 输 线 正 在 越来 越 多 的场 合取 代金 属波 导 ， 成 为 制 作毫 米 波 集 成 电路 的重 要 传 输线 。而 矩形 波导具 有 功率容 量 大 、 损耗 小 、 无 辐射 损 耗、 结构 简单 、 Ｑ值 高 的 特 点¨ Ｊ ， 因此 在 微 波 毫 米 波 电 路 和系统 中被 广 泛应 用 ， 现在 大 多 毫 米 波 实验 设 备 的 输入 输 出端 口均 为波导 形式 。在 毫米波 电路 和 系统 中 经常 需要 进行 这两 种传 输线形 式 的转换 ， 因此 ， 波导 到 微带 过 渡结构 性 能 的优 劣成 为影 响 系统性 能 的关 键 。
基片集成波导及其微带过渡的设计
舰 船 电 子 对 抗
ＳＨ Ｉ ＰＢ０Ａ ＲＤ ＥＬＥＣＴＲ０ Ｎ Ｉ Ｃ０ Ｕ ＮＴ ＥＲ Ｍ ＥＡ ＳＵ ＲＥ Ｃ
Ａ ｕ ．２ １ ｇ ０２
Ｖｏ ． ５ Ｎｏ ４ Ｉ３ ．
第 ３ ５卷第 ４期
基 片集 成波 导及 其 微 带过 渡 的设 计
赵 元 英 袁 皓 ，
收 稿 日期 ： ０ ２ ５—１ ２ １ —０ ０
０ 引 言
矩形 波导具 有 功 率 容量 大 、 耗 小 、 辐射 、 损 无 品 质 因数高 的特点 ， 高频波 段其优 势更 加 明显 ， 在 因此 在微 波 、 米波 电路 和系统 中被广 泛应 用 ， 在许 多 毫 现 毫米波 设备 的输 入 输 出端 口均 为 波 导形 式 。但 是 ， 由于其 体积 大 ， 量 大 ， 本 高 ， 须通 过 各 种 过渡 重 成 必
（． 国 电子 科 技 集 团公 司 １ 所 ， 家庄 ０ ０ ５ ；． １中 ３ 石 ５ ０ １ ２ 云南 大学 ， 明 ６０ ９ ） 昆 ５ ０ １
摘 要 ： 了工作 于毫米波频段 的基片集成波导 （Ｉ ， 了基片集成波 导及其微带过 渡的原理和结构 ， 推 设计 ＳＷ）阐述 公式
导 出过 渡 结 构 中各 种 参 数 的 计 算 方 法 ， 过 ＨＦ Ｓ软 件 进 行 仿 真 ， 作 了 ＳＷ 与 微 带 过 渡 的 样 品并 测 试 ， 果 表 明 通 Ｓ 制 Ｉ 结
ｔ ｎ ｌ Ｓ Ｓｌ ｓ ｈａ 一 １ Ｂ ｒ ｍ ５ ５ Ｇ Ｈ ｚｔ ７ ５ Ｇ Ｈ ｚ． ｕｒ Ｏ Ｓ ｉ ｅ ｓ ｔ ｎ ０ ｄ ｆｏ ３ ． ｏ ３ ．
Ｋｅ ｒ ： ｕｂ ｔ ａ ｅ ｉ ｅ ｒ ｔ ｄ ｗａ ｅ ｉ ｅ； ｃ ｏ ｔ ｉ ｒ ｎｓｔｏ ｉ ｐ ｄ ｎｃ ｙ ｗｏ ｄｓ ｓ ｓ ｒ ｔ ｎｔ ｇ ａ ｅ ｖ ｇｕ ｄ ｍｉｒ ｓ ｒｐ ｔ ａ ｉｉ ｎ；ｍ ｅ ａ ｅ
波导到微带转换电路 设计报告
波导到微带转换电路学生姓名：学号：单位：时间:2010年5月6日一、技术指标：请设计一只Ka波段波导到微带转换电路。
其技术指标要求如下：工作频率：26.5~40GHz输入/输出驻波比：<1.2dB插入损耗：<1.0dB二、理论分析目前常用的微带－波导探针过渡的方式有两种，都是将微带探针从波导宽边的中心插入，一种是介质面垂直与波导传输方向，称为H面探针，如图1所示，另一种介质面平行于波导传输方向，称为E面探针，如图2所示。
本课题采用的是E面探针过渡，下面详细介绍本课题中的微带－波导过渡设计方法。
图1 H面探针图2 E面探针微带—波导过渡的构成形式如图3所示，探针从波导宽边的中心插入，任一个沿探针方向具有非零电场的波导模将在探针上激励起电流。
探针附近被激励起的高次模存储无功功率的局部场，使接头具有电抗性质。
由于探针过渡具有容性电抗，一段具有感性电抗的高阻线被串联在探针过渡器后面，以消除容性电抗，然后利用四分之一阻抗变换器实现与混频电路内微带传输线的阻抗匹配。
对微带－波导过渡性能有较大影响的电路参数共5个，由表1列出。
探针插入处波导开窗的大小对性能也有一定影响，在设计时可先将其确定。
一般的原则是开窗越小越小越好，以形成截止波导。
探针距波导终端短路面的长度D我们取四分之波导波长,因为终端短路后，波导内形成驻波，波节间距离为二分之波导波长，取四分之波导波长的短路长度，可以保证探针在波导内处于最大电压，即电场最强的波腹位置，以达到尽量高的耦表1影响微带-波导过渡性能的参数三、设计过程：确定中心频率为大气窗口35GHz，频段为26.5GHz到40GHz。
确定矩形波导尺寸、基板的材料和尺寸以及微带金属条带的初始尺寸并建立模型。
此处采用WR-28标准矩形波导，尺寸为7.112mm*3.556mm，基板材料选用Rogers5880型基片，厚度为0.254mm，相对介电常数为2.2，微带金属条带厚度为0.035mm，由ADS中LineCalc 计算得中心频率35GHz处50欧姆微带线宽度为0.754mm。
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 circuit1. 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。
波导带通滤波器与微带转换装置的设计
波导带通滤波器与微带转换装置的设计陈宪龙;罗勇【摘要】A K-band E-plane bandpass waveguide filter with seven-order inductance and a waveguide-tcrmicrostrip transition are designed using HFSS, a three-dimensional simulation software. The bandpass waveguide filter has 19 GHz center frequency, 3 GHz bandwidth, 0. 1 dB inband transmission loss, and less than-20 dB reflection coefficient. And the port reflection coefficient contributed by the waveguide-to-microstrip transition is less than-20 dB from 16 GHz to 20. 8 GHz bandwidth, and inband transmission loss is less than 0. 1 dB. Then the combination of the filter and the transition covers bandwidth from 17. 5 GHz to 20. 5 GHz in which in'uand transmission loss is less than 0. 3 dB, port reflection coefficient is less than-15 dB, out-of-band rejection is less than-30 dB, which meets the demands of the real system.%利用三维仿真软件HFSS首先设计了K波段7阶电感E面带通波导滤波器,以及波导-微带转换器.其中波导滤波器的中心频率为19 GHz,带宽为3 GHz,带内损耗小于0.1 dB,端口反射小于-20 dB;而波导-微带的转换器在16～20.8 GHz的带宽内端口反射小于-20 dB,带内损耗小于0.1 dB.然后将两者有效结合为一体,其工作带宽为17.5～20.5 GHz,带内损耗为0.3 dB,端口反射小于-15 dB,带外抑制小于-30 dB,可以满足实际系统应用的需求.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2012(035)021【总页数】3页(P68-70)【关键词】波导;带通滤波器;微带;波导-微带转换器【作者】陈宪龙;罗勇【作者单位】电子科技大学物理电子学院,四川成都 610054;电子科技大学物理电子学院,四川成都 610054【正文语种】中文【中图分类】TN814-340 引言随着毫米波技术在现代无线通信系统中的广泛应用，对各种高性能毫米波集成电路的需求也日益增长。
Ka波段脊波导到微带过渡器的设计
图 1 单脊波导的几何参数 其中，x=d /b，Cd 为脊波导中的 不均匀电容。而 a、b、s、d 为脊波导的几 何参数，参见图 1。ε为波导中的介质的介 电常数。 当脊波导工作在单模 TE10 模时，可 按电压、电流定义特性阻抗，脊中心的电 压 U = E 0 d ，电流为波导底面的纵向电 流。忽略高次模影响，由金属波导的边界 条件。通过求解麦克斯韦方程，得到场分 布，从而得到特性阻抗，结果为：
参考文献 ［１］ Ｈｕｉ－ｗｅｎ Ｙａｏ， Ａｍｒ， Ｊ－Ｆｕｈ Ｌｉａｎｇ， “Ａ Ｆｕｌｌ Ｗａｖｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ－ｔｏ－ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ，” ＩＥＥＥ ＭＴＴ－Ｓ， Ｖｏｌ．１， ｐｐ． ２１３－２１６， Ｍａｙ １９９４． ［２］ ｖａｎ Ｈｅｕｖｅｎ， Ｊ．Ｈ．Ｃ， “Ａ Ｎｅｗ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ－ Ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ，” ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ， Ｖｏｌ．２４， ｐｐ． １４４－１４７， Ｍａｒ １９７６． ［３］ Ｙｉ－Ｃｈｉ Ｓｈｉｈ， Ｔｈｕｙ－Ｎｈｕｎｇ Ｔｏｎ， ａｎｄ Ｌｏｎｇ Ｑ． Ｂｕｉ， “Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ－ｔｏ－ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ－ｗａｖｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，” ＩＥＥＥ ＭＴＴ－Ｓ， Ｖｏｌ． １， ｐｐ． ４７３－４７５， Ｍａｙ １９８８． ［４］ Ｙｏｋｅ－Ｃｈｏｙ Ｌｅｏｎｇ， Ｓａｎｄｅｒ Ｗｅｉｎｒｅｂ， “Ｆｕｌｌ Ｂａｎｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ－ｔｏ－ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ Ｐｒｏｂｅ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｓ，” ＩＥＥＥ ＭＴＴ－Ｓ， Ｖｏｌ．４， ｐｐ． １４３５－１４３８， Ｊｕｎｅ １９９９． ［５］ Ｓ．Ｌｌｏｒｅｎｔｅ－Ｒｏｍａｎｏ， Ｂ．Ｐ．Ｄｏｒｔａ－Ｎａｒａｎｊｏ， Ｆ． ｐｅｒｅｚ－Ｍａｒｔｉｎｅｚ， Ｍ．Ｓａｌａｚａｒ－Ｐａｌｍａ， “Ｋａ－ｂａｎｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ－ｔｏ－ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ，” ＩＥＥＥ， Ｖｏｌ．３， ｐｐ． ４０４－４０７， Ｊｕｎｅ ２００２ ［６］ Ｈｏｐｆｅｒ Ｓ． Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｒｉｄｇｅｄ ｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ． ＩＲＥ Ｔｒａｎｓｓｃｔｉｏｎｓ ｏｎ ＭＴＴ １９９５，Ｏｃｔｏｂｅｒ，２０． ［７］吴万春，甘本拔．现代滤波器的结构与 设计［Ｊ］． 北京：科学出版社． １ ９ ７ ４ ． 作者简介 张洪林（1 9 8 2 - ）， 男 ， 硕 士 生 ， 专 业 方向：电子与通信工程。
一种Ku波段波导-微带转换器的研制
一种Ku波段波导-微带转换器的研制宋志东;康颖【摘要】本文利用三维高频仿真软件HFSS设计并分析了中心频率为15GHz的波导一微带过渡结构。
这种结构的输入输出是直通方向的，与以往的波导-微带过渡结构相比，这种结构体积小、气密性好、更利于小型化。
根据测试结果，设计的过渡结构在13GHz-17GHz频率范围内有良好的性能，插入损耗小于0．5dB，端口驻波系数小于1．35。
%A ku-band waveguide to microstrip transition structure with 15GHz of central frequency is designed and analyzed by using 3-dimensional high frequency simulation software （HFSS）. In this transition structure, the waveguide and microstrip line are connected in a straight line. Comparing with the former waveguide to microstrip transit structure, this structure is featured with small size and good airtightness, and is benefit to miniaturization. On basis of tested results, the designed transit structure has perfect performance within 13GHz-17GHz of frequency range, its insertion loss is less than 0. 5dB, and the port standing wave ratio is less than 1.35.【期刊名称】《火控雷达技术》【年(卷),期】2011(000)004【总页数】4页(P78-80,86)【关键词】脊波导;波导-微带过渡;气密性【作者】宋志东;康颖【作者单位】西安电子工程研究所,西安710100;西安电子工程研究所,西安710100【正文语种】中文【中图分类】TN8141 引言采用微带的毫米波集成电路往往都必须包含波导——微带过渡接口。
基片集成波导与微带线的转换设计
基片集成波导与微带线的转换设计随着通信技术的发展，无线通信系统越来越广泛地应用于日常生活和工业生产中。
在无线通信系统中，波导和微带线是常见的传输介质。
波导是一种用于传输电磁波的管道，其优点是低损耗、高传输效率和较大的带宽，但是波导的制作成本较高，体积较大，无法直接集成于集成电路中。
而微带线是一种用于传输微波信号的导行线，在集成电路中易于制作和集成，但是其损耗较大，带宽较小，因此在实际应用中需要将波导与微带线进行转换。
波导与微带线的转换设计是无线通信系统中的重要环节，其设计需要考虑到传输效率、损耗、带宽和制作成本等多方面因素。
本文将重点介绍基片集成波导与微带线的转换设计。
基片集成波导与微带线的转换设计是指将波导和微带线集成在同一电路板上，并设计出高效的波导与微带线之间的转换结构。
基片集成波导与微带线的转换设计既可以利用波导的优点，又可以利用微带线的优点，从而在无线通信系统中取得更好的性能。
基片集成波导与微带线的转换设计主要包括以下几个方面：波导与微带线之间的传输结构设计、波导与微带线之间的阻抗匹配设计、波导与微带线之间的传输效率和损耗分析、基片集成工艺等。
首先，波导与微带线之间的传输结构设计是基片集成波导与微带线的转换设计的重要部分。
传输结构的设计需要考虑到波导与微带线的特性，并设计出合适的结构来实现波导与微带线之间的信号传输。
目前常用的波导与微带线之间的传输结构有耦合槽、耦合窗、天线和耦合结构等，这些结构的设计需要考虑到波导与微带线的工作频率、阻抗匹配和传输效率等因素。
其次，波导与微带线之间的阻抗匹配设计是基片集成波导与微带线的转换设计的关键环节。
阻抗匹配设计需要将波导与微带线的阻抗进行匹配，从而实现波导与微带线之间的高效能量传输。
阻抗匹配设计需要考虑到波导与微带线的特性、工作频率、波导结构和微带线结构等因素。
第三，波导与微带线之间的传输效率和损耗分析是基片集成波导与微带线的转换设计的重要内容。
H面波导到微带过渡结构设计
舰 船 电 子 工 程
Ｓ ｈ ｉ ｐ Ｅｌ ｅ ｃｇ
Ｖｏ １ ． ３ ３ Ｎｏ ． １ ２
１ ５ ５
２ ０ １ ３年 第 １ ２ 期
Ｈ 面 波 导 到 微 带 过 渡 结 构 设 计
兰 云鹏 吴景峰 王 抗 旱
ＬＡＮ Ｙｕｎ ｐ ｅ ｎ ｇ Ｗ Ｕ Ｊ ｉ ｎ ｇ ｆ ｅ ｎｇ Ｗ ＡＮＧ Ｋａ ｎｇ ｈａ ｎ
（ Ｈｅ ｂ ｅ ｉ Ｓ ｅ ｍｉ ｃ ｏ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ｏ ｒ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ，Ｓ ｈ ｉ ｊ ｉ ａ ｚ ｈ ｕ ａ ｎ ｇ ０ ５ ０ ０ ５ １ ）
插损过渡成为重点关注 的问题。
波导一 微带过渡结 构 多样 ， 常见 的过 渡结 构有 ： 耦 合探 针过渡口 ］ 、 脊 波导过渡＿ ４ ］ 、 对 脊鳍 线过渡［ ５ ］ 等 。其 中耦合探 针过渡分为 ： 电场耦合 和磁 场耦合 。电场 耦合 采用 的是 在 波导宽边插入 Ｅ面探针的结构方式＿ ６ ］ 。磁场耦 合过渡 目 前国 内少见报道 ， 电子科技大学徐军教 授等人在 ２ ０ １ ０年 提 出了一种磁耦合 的波导一 微带 转换结构 ｌ ８ ］ ， 该结 构先 利用偏 心同轴线将微带 中传播 的准 Ｔ Ｅ Ｍ 模 转化为 Ｔ Ｅ Ｍ模 ， 然后 通过末端接地 的半 圆环金属 条带在 波导 中激起 Ｔ Ｅ ｏ 模， 完
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｔｈ ｅ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｅ ｄ ａ ｎ Ｈ— ｐ ｌ ａ ｎ ｅ ｗａ ｖ ｅ ｇｕ ｉ ｄ ｅ － ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｔ ｒ ｉ ｐ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ． Ｔｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂ ｅ ｗａ ｓ ｐａ ｒ ａ ｌ ｌ ｅ ｌ ｔ ｏ Ｈ— ｐ ｌ ａ ｎ ｅ ａ ｎ ｄ ｉ ｎ ｓ ｅ ｒ ｔ ｅ ｄ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｗａ ｖｅ ｇ ｕ ｉ ｄ ｅ ｆ ｒ ｏ ｍ ｔ ｈ ｅ ｓ ｈ ｏｒ ｔ ｓ ｉ ｄ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｗａ ｖ ｅ ｇ ｕ ｉ ｄ ｅ ． ＨＦＳＳ ｗａ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ Ｏ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｅ ａ ｎ ｄ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ｅ ｔ ｈ ｅ ｌ ｏ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｗｉ ｄ ｔ ｈ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂ ｅ ．Ａ ｂ ａ ｃ ｋ ｔ ｏ ｂａ ｃ ｋ ｔ ｒ ａ ｎｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗａ ｓ ｆ ａ ｂ ｒ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｄ．ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕｌ ｔ ｓ ｈ ｏ ｗｅ ｄ Ｕ Ｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎｓ ｅ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ １ Ｏ Ｓ Ｓ ｂｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ ３ ０ ＧＨ ｚ ～３ ６ ＧＨｚ ｗａ ｓ １ ｅ ｓ ｓ ｔ ｈ ａ ｎ ０ ． ８ｄ Ｂ，ａ ｎｄ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｔ ｕｒ ｎ ｌ ｏ ｓ ｓ ｗａ ｓ ｇ ｒ ｅ ａ ｔ ｅ ｒ ｔ ｈａ ｎ １ ６ ｄ Ｂ Ｔｈｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｈ ａ ｄ ｔ ｈ ｅ ａ ｄ ｖ ａ ｎｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｏ ｆ ｓ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ，ｌ ｏ ｗ ｉ ｎ ｓ ｅ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ ｌ ｏ ｓ ｓ，ｗｉ ｄ ｅ ｂ ａ ｎｄ ，ｅ ａ ｓ ｙ ｆ ａ ｂ ｒ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｔ ｃ ． Ｋｅ ｙ Ｗ ｏｒ ｄ ｓ Ｈ— Ｐｌ ａ ｎｅ ，ｍａ ｇ ｎｅ ｔ ｉ ｃ ｃ ｏ ｕ ｐｌ ｉ ｎ ｇ，Ｋａ ｂ ａ ｎ ｄ，ｗａ ｖ ｅ ｇ ｕｉ ｄｅ － ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｔ ｒ ｉ ｐ ，ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｃｌ ａ ｓ ｓ Ｎｕ ｍｌ ￣ｒ ＴＮ７ １ ３
波导-微带转接结构
波导-微带转接结构
波导-微带转接结构是一种用于将波导信号转换为微带信号，或者将微带信号转换为波导信号的结构。
这种结构通常由波导、微带线、转换器等部分组成。
在波导-微带转接结构中，波导和微带线之间的转换是通过转换器实现的。
转换器通常由金属薄膜、绝缘层和基板等材料构成。
当波导信号进入转换器时，金属薄膜会感应出电流，电流产生的磁场与波导中的电磁场相互作用，从而将波导信号转换为微带信号。
相反，当微带信号进入转换器时，金属薄膜会感应出电压，电压产生的电场与微带线中的电场相互作用，从而将微带信号转换为波导信号。
在设计和实现波导-微带转接结构时，需要考虑以下几个因素：
1.频率范围：根据需要转换的信号频率范围选择合适的转换器材料和结构。
2.插入损耗：转换器在将波导信号转换为微带信号或微带信号转换为波导信号时，会产生一定的插入损耗。
需要选择插入损耗较小的转换器材料和结构。
3.带宽：转换器的带宽应该足够宽，以适应需要转换的信号带宽。
4.稳定性：转换器应该具有较高的稳定性，以避免由于温度、湿度等因素引起的性能变化。
5.尺寸和重量：在选择转换器材料和结构时，需要考虑尺寸和重量等因素，以便在实际应用中方便使用。
总之，波导-微带转接结构是一种重要的微波毫米波器件，在雷
达、通信、电子对抗等领域有着广泛的应用前景。
一种220GHz波导-悬置微带线过渡电路设计
太赫兹科学与电子信息学报
2017 年 2 月
Journal of Terahertz Science and Electronic Information Technology
Vo1.15，No.1 Feb.，2017
文 章 编 号 ： 2095-4980(2017)01-0011-04
一种 220 GHz 波导-悬置微带线过渡电路设计
刘高见，李 军，徐 辉，张晓阳
(中国空间技术研究院 西安分院，陕西 西安 710100)
摘 要：波导-微带过渡电路是连接毫米波、太赫兹系统中平面电路与波导的重要结构，直接
影响系统性能。设计了一种中心频率220 GHz的矩形波导-悬置微带线过渡电路。过渡采用探针耦
Keywords：terahertz；suspended microstrip probe；broadband；low-loss
随 着 毫 米 波 、太 赫 兹 科 学 技 术 的 飞 速 发 展 ，各 种 毫 米 波 、太 赫 兹 集 成 电 路 的 需 波 、 太赫兹集成电路中一种重要的传输线，各个单片微波集成电路(Monolithic Microwave Integrated Circuit，MMIC) 单片主要采用微带线进行连接。随着平面电路工作频率的上升，悬置微带线因其 Q 值更高，损耗更小而得到了 比 标 准 微 带 线 更 多 的 关 注 和 应 用 [1 -2]。然 而 ，目 前 毫 米 波 、太 赫 兹 测 试 系 统 和 诸 多 仪 器 的 接 口 ，以 及 各 个 毫 米 波 、 太赫兹集成系统间的连接大多使用损耗更小的波导。为了使 2 种传输线很好地匹配，必须设计相应的过渡电路。 因此，波导-悬置微带线过渡电路成为系统实现的一个关键所在。
W波段波导到微带探针过渡设计
W波段波导到微带探针过渡设计作者：秦楚昂来源：《新生代·上半月》2018年第08期【摘要】：本文利用三维电磁仿真软件HFSS分析并设计了一种W波段波导到微带探针过渡结构，仿真结果表明，该结构在90-100GHz范围内插入损耗小于1dB，回波损耗优于-20db，能够满足工程要求。
【关键词】：W波段探针过渡毫米波1 研究背景微带线和波导都是高频电磁场的导波结构，结构上的差异使它们有不同的特性：波导损耗小，但是体积大，立体结构难以加工；微带线是平面结构便于集成，设计和加工更灵活但是传输损耗大。
在毫米波系统中，为了减小电路面积往往会使用微带线来设计功能性电路，为了减小传输损耗则利用波导来输入和输出。
波导到微带过渡结构的性能会在很大程度上会影响整个系统的性能。
因此，在毫米波电路中良好的过渡设计是十分重要的。
2 设计目标设计一个W波段波导到微带的E面探针过渡结构，工作频率范围为90-100GHz，插入损耗小于1dB，回波损耗优于-15dB。
3 设计过程3.1 理论分析微带线到矩形波导的过渡问题实际上是波型变换和阻抗匹配问题。
矩形波导中工作主模是TE10模，微带线中的主模是TEM模，虽然两者的工作模式不同，但作为传输线，它们的电压和电流的定义是相容的，因此可以把复杂的场匹配问题简化为传输线的匹配问题。
图1左是E面探针过渡结构，图1右是过渡结构的传输线模型。
探针顶端开路，电场最强，与波导场的耦合方式主要是电耦合，因此可以简化为串联电容。
为微带线特性阻抗，一般为，为波导特性阻抗，一般比较高而且随工作频率变化。
距离探针左侧有金属波导壁，相当于短路面。
根据传输线理论，距离的短路面在探针处的等效阻抗值为当小于四分之一波长时，短路面在探针处可以看成一個和矩形波导并联的电感，且越大，越大。
3.2 HFSS建模波导的尺寸采用W波段WR-10标准矩形波导（2.54mm×1.27mm），介质基板选用相对介电常数2.2的Rogers 5880材料，厚度为0.127mm。
V频段波导-微带的对脊鳍线过渡仿真设计
V频段波导-微带的对脊鳍线过渡仿真设计摘要：利用纯电磁场仿真软件CST仿真分析了V频段对脊鳍线微带波导过渡结构和性能，得出了可供工程应用参考的设计曲线，并根据曲线设计了波导-微带过渡，对仿真过程进行了优化。
仿真结果表明，在V频段内单个过渡插入损耗和背靠背过渡插入损耗均小于0.3 dB。
这种紧凑的过渡模型不仅结构简单、尺寸短小，而且可以在宽频带范围内实现较低的插入损耗和回波损耗，方便工程应用。
关键词：波导；微带；过渡；对脊鳍线随着毫米波技术在无线通信和雷达系统中应用的不断增多，一种十分重要的传输媒介——微带线在现有毫米波集成电路中得到了广泛的应用[1-3]。
现在，各种毫米波集成系统之间的连接以及毫米波测试系统和器件大多仍采用金属波导结构。
因此，波导到微带过渡结构性能的优劣便成为影响系统特性的关键因素之一。
本文主要对V频段下波导-对脊鳍线-微带过渡结构进行了仿真设计。
1 波导-微带的对脊鳍线过渡的基本原理目前，所有毫米波检测设备大多以标准矩形波导作为其输入的RF接口，因而平面集成电路性能检测都必须通过具有带宽特性的过渡装置来完成。
对这些过渡装置的基本要求是[4]：(1)能够完成需要过渡转换的两种微波传输线之间的模式转换；(2)在所需频率的带宽范围内，阻抗匹配要好； (3)电路结构便于加工制作，尺寸小； (4)装卸容易，具有良好的重复性和一致性。
波导到微带的过渡要求传输损耗低，驻波小，回波损耗小，应有足够的频带宽度，并且结构简单，加工和安装容易。
MEIER P J提出了便于制作新型毫米波混合集成电路的准平面结构——鳍线[5]。
把鳍线看成一种准平面结构，是由于它的整个电路图形包括有源器件在内都并入在一块介质平板上，而其电路设计又要考虑到金属波导盒的影响。
对脊鳍线模型具有结构简单、插损小、安装方便等特点,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，而且可以通过调节中间谐振块的大小使谐振频率远离输出频率，是目前普遍采用的波导-微带过渡结构。
Ku频段波导微带转换的设计与分析-论文
宽． 结 构 紧 凑 和 易 于 加 工装 配等 优 点
１ 波 导 微 带 转 换 的 基 本 结 构
探 针 型 波 导 微 带 转 换 有 两 种 结 构 形 式 ．一 是 微 带
探 针与波导窄壁垂直 ． 一是 微带探针与波导窄壁平行 ． 微 带 探 针 从 波 导 的 宽边 插 入 波 导 ．从 而 形 成 电探 针 的 形 式 波 导 微 带 的 转 换 结 构 如 图 ｌ 所 示
开发 案 例
文章编号 ： １ ０ ０ ７ — １ ４ ２ ３ （ ２ ０ １ ５ ） ２ ７ — ０ ０ ５ ８ — ０ ４
Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ￣ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ７ — １ ４ ２ ３ ． ２ ０ １ ５ ． ２ ７ ． ０ １ ６
Ｋ ｕ频段波导微带转换 的设计 与分析
０ ． ３ ｄ Ｂ。
关键 词 ：
Ｈ Ｆ Ｓ Ｓ 仿真 ： 波 导微 带 转换 ； Ｋ ｕ频 段
ห้องสมุดไป่ตู้
０ 引 言
随 着 微 波 技 术 的发 展 ．往 往 要 求 能 量 在 不 同 的 介
模 向波 导 入 射 时产 生 的 激励 电 流 也 将 激 励 起 同样 的 波 导 模 。根 据 波 导 的基 本 理 论 ， 硒 模 是 模 的基 模 ， 同时 ， 它也是矩形波导总的基模 。 在 绝 大 多 数 的工 程 应 用 中 ，
质中进行传输 。 而且微带线正逐步取代金属波导 ， 成为 微波 电路小型化的重要部分 就 目前而言 ． 波导微带过 渡主要有脊 波导 、 过渡鳍线 、 微带探针等几种形 式 。脊
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 TransitionFU 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引 言随着毫米波技术的发展，毫米波混合集成电路与单片集成电路在通信、雷达、制导以及其它一些系统中得到广泛应用，微带传输线正在越来越多的场合取代金属波导，成为制作毫米波集成电路的重要传输线。
Ku频段波导微带转换的设计与分析
Ku频段波导微带转换的设计与分析陈小忠;闫书保【摘要】Designs and processes a waveguide-microstrip converter applied in Ku band by using HFSS software. The waveguide-microstrip converter adopts the probe plane and narrow waveguide wall vertical structure. Simulation of return loss small than -30dB, insert loss less than 0.3dB, actual test return loss is less than-18dB, single loss is 0.3dB.%利用HFSS仿真软件,设计并加工一个用于Ku频段的波导微带转换器.该波导微带转换采用探针平面与波导窄壁垂直的结构. 两端口仿真回波小于-30dB,差损小于0.3dB,实际测试回波小于-18dB,单个波导微带转换端口差损为0.3dB.【期刊名称】《现代计算机（专业版）》【年(卷),期】2015(000)018【总页数】4页(P58-61)【关键词】HFSS仿真;波导微带转换;Ku频段【作者】陈小忠;闫书保【作者单位】广州海格通信集团股份有限公司,广州 510663;广州海格通信集团股份有限公司,广州 510663【正文语种】中文随着微波技术的发展，往往要求能量在不同的介质中进行传输。
而且微带线正逐步取代金属波导，成为微波电路小型化的重要部分。
就目前而言，波导微带过渡主要有脊波导、过渡鳍线、微带探针等几种形式。
脊波导与微带的连接通常采用硬压力接触，这就导致其性能与压力接触相关，所以其可靠性较差。
鳍线存在较多的电磁波模式，而且对其进行抑制较为困难，另外，鳍线在截至频率时会产生一个纯电抗特性的源阻抗或负载阻抗，使有源器件处于不稳定区域，容易出现自激。
波导-微带转换电路设计
波导-微带转换电路设计：学号：一、技术指标1)工作频率：26.5~40GHz 2)输入/输出驻波比：<1.23)插入损耗：<1.0dB二、理论分析随着微波毫米波技术的飞速发展，微波集成电路在各个方面得到了广泛应用。
在毫米波频段，主要的传输线有波导和平面传输线两种。
随着平面传输媒介的研究发展，混合集成电路、单片集成电路应用的日趋广泛，微带电路已在越来越多的场合取代金属空波导，成为微波、毫米波电路的重要传输线。
然而，目前许多毫米波测试系统和器件仍采用金属空波导。
因此，如何实现低损耗的波导与微带线的转换就成了微波毫米波技术研究的重要容。
目前常用的微带－波导探针过渡的方式有两种，都是将微带探针从波导宽边的中心插入，一种是介质面垂直与波导传输方向，称为H面探针，如图1所示，另一种介质面平行于波导传输方向，称为E面探针，如图2所示。
图1 H面探针图2 E面探针微带探针转换是目前应用最为广泛的波导一微带过渡形式并且它有明显的优点。
它的插人损耗低,回波损耗小,具有较大频宽,且其结构紧凑,加工方便,装卸容易。
本文采用H面微带探针转换的结构。
探针从波导宽面插入，并且探针平面与波导窄面垂直。
微带过渡段我们采用渐变结构。
通过优化探针插入深度d，微带变换器的长度1L，探针和微带变换器各自宽度,1s s，波导的微带插入处到波导短路处的距离L，得到满足指标的结果。
一、 设计过程：（1） 利用ADS 软件里的微带计算工具得出中心频率为33.5GHz 处的微带的宽度0.77Sx mm =，如图3所示。
图3 50欧姆微带线宽（2） 在HFSS 中建立仿真模型如图4所示，包括微带金属条，微带基板，以及包围空气腔三部分。
利用对称性以YZ 面为对称面切掉一半可以减少计算时间。
图4 仿真模型（3） 设置三部分的材料属性，其中微带金属条为PEC ，微带基板为Duriod5880（厚度0.254mm =，相对介电常数 2.2=）。
Ka波段宽带波导微带变换设计解析
Ka 波段宽带波导微带变换设计解析
1 引言
在使用波导接口的毫米波系统中，同时利用微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，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，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率之外。
探针长度D、宽度
WP 以及离波导短路面的距离L 均能影响探针从波导宽边看过去的随频率变
化的阻抗。
变换设计的一个最重要工作就是首先综合计算出上述三个参数使
得探针阻抗随频率变化而变化的范围尽量小。
阻抗此时显示为实部和容性虚部，所以为了将阻抗匹配至50 欧姆，须和探针传接一个高阻抗感性微带线其。
波导代入电路实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解波导的基本工作原理及其在微波技术中的应用。
2. 掌握波导代入电路的设计方法及实验操作步骤。
3. 分析波导代入电路的传输特性，如传输线特性阻抗、衰减特性等。
4. 通过实验验证波导代入电路的设计理论和实际应用效果。
二、实验原理波导是一种特殊的金属管状结构，用于传输高频电磁波。
在微波技术中，波导具有传输效率高、损耗低、隔离性好等优点。
波导代入电路是将波导与电路相结合，实现微波信号的有效传输。
本实验中，我们设计并制作了一个简单的波导代入电路，包括波导部分和电路部分。
波导部分用于传输微波信号，电路部分则用于处理和放大微波信号。
三、实验仪器与材料1. 波导：矩形波导，尺寸为50mm×10mm。
2. 电路板：FR-4材料，厚度为1.6mm。
3. 信号源：频率范围为GHz。
4. 功率计：测量微波信号功率。
5. 频率计：测量微波信号频率。
6. 示波器：观察微波信号波形。
7. 电缆连接器：连接波导与电路板。
四、实验步骤1. 波导设计：根据实验需求，设计波导的结构和尺寸，包括波导长度、宽度、高度等参数。
2. 电路板设计：根据波导结构，设计电路板布局，包括放大器、滤波器、耦合器等组件。
3. 波导制作：使用波导加工设备，按照设计图纸制作波导。
4. 电路板制作：使用电路板加工设备，按照设计图纸制作电路板。
5. 组装波导代入电路：将波导与电路板连接，确保连接可靠。
6. 测试波导代入电路：使用信号源、功率计、频率计、示波器等仪器对波导代入电路进行测试，记录实验数据。
五、实验数据与分析1. 传输线特性阻抗：通过测量不同频率下的传输线特性阻抗，分析波导代入电路的传输特性。
2. 衰减特性：通过测量不同频率下的衰减特性，分析波导代入电路的损耗情况。
3. 信号放大效果：通过测量放大器输出功率，分析波导代入电路的信号放大效果。
六、实验结果1. 传输线特性阻抗：实验测得波导代入电路的传输线特性阻抗约为50Ω，与理论值相符。
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波导到微带转换电路
学生姓名：学号：
单位：时间:2010年5月6日
一、技术指标：
请设计一只Ka波段波导到微带转换电路。
其技术指标要求如下：
工作频率：~40GHz
输入/输出驻波比：<
插入损耗：<
二、理论分析
目前常用的微带－波导探针过渡的方式有两种，都是将微带探针从波导宽边的中心插入，一种是介质面垂直与波导传输方向，称为H面探针，如图1所示，另一种介质面平行于波导传输方向，称为E面探针，如图2所示。
本课题采用的是E面探针过渡，下面详细介绍本课题中的微带－波导过渡设计方法。
图1 H面探针图2 E面探针
微带—波导过渡的构成形式如图3所示，探针从波导宽边的中心插入，任一个沿探针方向具有非零电场的波导模将在探针上激励起电流。
探针附近被激励起的高次模存储无功功率的局部场，使接头具有电抗性质。
由于探针过渡具有容性电抗，一段具有感性电抗的高阻线被串联在探针过渡器后面，以消除容性电抗，然后利用四分之一阻抗变换器实现与混频电路内微带传输线的阻抗匹配。
对微带－波导过渡性能有较大影响的电路参数共5个，由表1列出。
探针插入处波导开窗的大小对性能也有一定影响，在设计时可先将其确定。
一般的原则是开窗越小越小越好，以形成截止波导。
探针距波导终端短路面的长度D我们取四分之波导波长,因为终端短路后，波导内形成驻波，波节间距离为二分之波导波长，取四分之波导波长的短路长度，可以保证探针在波导内处于最大电压，即电场最强的波腹位置，以达到尽量高的耦
表1影响微带-波导过渡性能的参数
三、设计过程：
确定中心频率为大气窗口35GHz，频段为到40GHz。
确定矩形波导尺寸、基板的材料和尺寸以及微带金属条带的初始尺寸并建立模型。
此处采用WR-28标准矩形波导，尺寸为*，基板材料选用Rogers5880型基片，厚度为，相对介电常数为，微带金属条带厚度为，由ADS中LineCalc计算得中心频率35GHz处50欧姆微带线宽度为。
通过设计矩形波导宽边开口的宽度和长度，使其达到将波导中的能量传播到微带线的要求，并抑制带内谐振，主要考虑到要对高次模进行抑制和衰减，开口不能过大，应该保证开口能够对高次模有20dB的衰减，通过仿真优化，观察gamma实部可确定其对高次模的衰减大小。
最后确定开口宽，高1mm，可以满足衰减而且具有良好的输入输出驻波比。
由于参考论文得到相应的初始值,用HFSS建立如图5所示的探针过渡仿真模型,然后对重要参数进行扫参优化。
最终的参数结果:探针宽度w1为mm，探针长度L1为mm，高阻线宽度w2为mm，高阻线长度L2为mm，波导短路面至端口的距
离D为mm。
图5探针过渡模型
四、设计结果及存在问题分析：
最终S21仿真结果如图6所示，可以看到，在整个Ka波段内，S21<，信号能很好地传输，满足了指标的要求。
图6 S21仿真结果
最终S11仿真结果如图7所示，可以看到，在整个Ka波段内，S11<-22dB，信号反射很小，满足了指标的要求。
图7 S11仿真结果
经过初步设计及优化仿真，该过渡结构在Ka全频段达到了要求的指标，但是仍有一些不足。
这种结构只能用于仿真，实际加工中还有一些问题需要考虑，比如（1）在波导短路面及拐弯处设计倒角，便于加工；（2）为波导腔及约束腔内基板设计固定基板使其固定。