學生姓名學號：
單位時間:2023年5月6日
一、 技術指標：
請設計乙隻ka波段波導到微帶轉換電路。其技術指標要求如下：
工作頻率：26.5~40ghz
輸入/輸出駐波比：<1.2db
插入損耗：<1.0db
二、 理論分析
目前常用的微帶－波導探針過渡的方式有兩種，都是將微帶探針從波導寬邊的中心插入，一種是介質面垂直與波導傳輸方向，稱為h面探針，如圖1所示，另一種介質面平行於波導傳輸方向，稱為e面探針，如圖2所示。本課題採用的是e面探針過渡，下面詳細介紹本課題中的微帶－波導過渡設計方法。
圖1 h面探針圖2 e面探針
微帶—波導過渡的構成形式如圖3所示，探針從波導寬邊的中心插入，任乙個沿探針方向具有非零電場的波導模將在探針上激勵起電流。探針附近被激勵起的高次模儲存無功功率的區域性場，使接頭具有電抗性質。由於探針過渡具有容性電抗，一段具有感性電抗的高阻線被串聯在探針過渡器後面，以消除容性電抗，然後利用四分之一阻抗變換器實現與混頻電路內微帶傳輸線的阻抗匹配。
對微帶－波導過渡效能有較大影響的電路引數共5個，由表1列出。探針插入處波導開窗的大小對效能也有一定影響，在設計時可先將其確定。一般的原則是開窗越小越小越好，以形成截止波導。
探針距波導終端短路面的長度d我們取四分之波導波長 ,因為終端短路後，波導內形成駐波，波節間距離為二分之波導波長 ，取四分之波導波長的短路長度，可以保證探針在波導內處於最大電壓，即電場最強的波腹位置，以達到盡量高的耦合效率。
表1影響微帶-波導過渡效能的引數
三、 設計過程：
確定中心頻率為大氣視窗35ghz，頻段為26.5ghz到40ghz。確定矩形波導尺寸、基板的材料和尺寸以及微帶金屬條帶的初始尺寸並建立模型。
此處採用wr-28標準矩形波導，尺寸為7.112mm*3.556mm，基板材料選用rogers5880型基片，厚度為0.
254mm，相對介電常數為2.2，微帶金屬條帶厚度為0.035mm，由ads中linecalc計算得中心頻率35ghz處50歐姆微帶線寬度為0.
754mm。
通過設計矩形波導寬邊開口的寬度和長度，使其達到將波導中的能量傳播到微帶線的要求，並抑制帶內諧振，主要考慮到要對高次模進行抑制和衰減，開口不能過大，應該保證開口能夠對高次模有20db的衰減，通過**優化，觀察gamma實部可確定其對高次模的衰減大小。最後確定開口寬2.5mm，高1mm，可以滿足衰減而且具有良好的輸入輸出駐波比。
由於參考**得到相應的初始值,用hfss建立如圖5所示的探針過渡**模型,然後對重要引數進行掃參優化。最終的引數結果:探針寬度w1為0.
5 mm，探針長度l1為1.8 mm，高阻線寬度w2為0.3 mm，高阻線長度l2為0.
1 mm，波導短路面至埠的距離d為8.6 mm。
圖5探針過渡模型
四、 設計結果及存在問題分析：
最終s21**結果如圖6所示，可以看到，在整個ka波段內，s21<0.08db，訊號能很好地傳輸，滿足了指標的要求。
圖6 s21**結果
最終s11**結果如圖7所示，可以看到，在整個ka波段內，s11<-22db，訊號反射很小，滿足了指標的要求。
圖7 s11**結果
經過初步設計及優化**，該過渡結構在ka全頻段達到了要求的指標，但是仍有一些不足。這種結構只能用於**，實際加工中還有一些問題需要考慮，比如（1）在波導短路面及拐彎處設計倒角，便於加工；（2）為波導腔及約束腔內基板設計固定基板使其固定。
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