Simple, compact and broadband right-angle transition between substrate integrated waveguide and rectangular waveguide at Ka-band

Abstract

In this article, a simple compact broadband right‐angle transition between substrate integrated waveguide (SIW) and rectangular waveguide (RWG) working at Ka‐band is proposed. Three coupling slots etched on the interface are developed to couple the electromagnetic field from SIW to RWG. A metallic via is introduced into the end slot to enhance the inductance and all the slots are developed in different dimensions for multi‐resonance. By proper optimizing, three resonances are obtained which broadens the impedance matching effectively. All details of the transition are designed on the SIW part for the purpose of simple and compact. Two back‐to‐back prototypes working at Ka‐band are designed, fabricated and measured. The measured results show that the mean value of insertion loss for a single transition is about 0.51 dB and the return loss is better than 15 dB over the full Ka‐band. The proposed right‐angle transition has advantages of simple assembly, compact size and broadband characteristics and it can be a good candidate for millimeter‐wave applications.

Thiết Kế Bộ Chuyển Đổi Ống Dẫn Sóng Hình Chữ Nhật Sang Ống Sóng Siw Băng Tần X

“…Công nghệ ống dẫn sóng tích hợp chất nền (SIW) được quan tâm nghiên cứu nhiều trong những năm gần đây [1]- [10]. Nó là ống dẫn sóng phẳng được tích hợp trong chất nền điện môi với hai lớp kim loại và hai hàng lỗ via.…”

“…Có hai loại bộ chuyển đổi RWG sang SIW, loại thứ nhất là dạng thẳng, trong đó trục chính của SIW và RWG thẳng hàng với nhau [1]. Loại thứ hai là dạng vuông góc, trong đó, hai trục chính của SIW và RWG vuông góc với nhau.…”

“…Loại thứ hai là dạng vuông góc, trong đó, hai trục chính của SIW và RWG vuông góc với nhau. Dạng thẳng có kích thước lớn hơn, yêu cầu về không gian kết nối phức tạp hơn, thích hợp cho các ứng dụng hạn chế cụ thể [1]. Trong khi đó, dạng vuông góc thường nhỏ gọn, thuận tiện cho lắp đặt hơn nhưng băng thông hẹp hơn [1].…”

“…Dạng thẳng có kích thước lớn hơn, yêu cầu về không gian kết nối phức tạp hơn, thích hợp cho các ứng dụng hạn chế cụ thể [1]. Trong khi đó, dạng vuông góc thường nhỏ gọn, thuận tiện cho lắp đặt hơn nhưng băng thông hẹp hơn [1]. Trong nhiều tài liệu, các thiết kế bộ chuyển đổi RWG sang SIW đã được giới thiệu nhưng đều ở băng tần cao như băng V, băng Ku, Ka,... Trong bài báo này, chúng tôi trình bày một thiết kế bộ chuyển đổi RWG sang SIW dạng vuông góc hoạt động ở băng tần X, băng tần được sử dụng phổ biến trong các thiết bị quân sự như ra đa, tên lửa và các thiết bị dân dụng khác.…”

“…Việc sử dụng khe hở làm đầu dò trích dẫn năng lượng đã được trình bày trong nhiều bài báo [1], [9], [10]. Nguyên lý truyền dẫn tín hiệu cao tần của các khe hở giống như của các ăng ten khe mạch dải.…”