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F波段低损耗宽带波导气密结构OA

F-band low-loss broadband waveguide hermetic structure

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随着毫米波通信与雷达技术的发展,高频电子系统对组件的气密封装提出了严苛要求,但传统气密过渡结构往往难以同时兼顾低损耗与宽带宽性能.为此,本文设计并验证了一种基于H面微带波导探针的高性能气密电路结构.该结构采用石英基板全覆盖波导口进行焊接密封,并利用中心对称的微带线拓扑电路实现波导至微带的高效转换.仿真分析表明,在101~122 GHz频带内,该结构插入损耗小于0.183 dB,回波损耗大于20 dB.实测结果显示,在105~121 GHz带宽内,插入损耗低于1.02 dB,回波损耗优于20 dB;氦气泄漏率低于6.6×10-10 Pa∙m3/s.结果证明,该设计不仅实现优异的气密性和低损耗特性,还具备结构紧凑、端口长度配置灵活以及工艺操作简单等优点,非常适合实际工程应用.

With the advancement of millimeter-wave communication and radar technologies,high-frequency electronic systems impose stringent requirements on hermetic packaging for components.However,traditional hermetic transition structures often struggle to simultaneously achieve low insertion loss and wide bandwidth performance.To address this challenge,this paper presents the design and verification of a high-performance hermetic circuit structure based on an H-plane microstrip-to-waveguide probe.The structure employs a quartz substrate that fully covers the waveguide aperture for solder sealing,and utilizes a centrally symmetric microstrip topology circuit to achieve efficient waveguide-to-microstrip transition.Simulation results demonstrate that within the 101~122 GHz frequency band,the structure achieves an Insertion Loss(IL)of less than 0.183 dB and a Return Loss(RL)greater than 20 dB.Measured results show that within the 105~121 GHz bandwidth,the IL remains below 1.02 dB with a RL better than 20 dB,the helium leak rate is below 6.6×10-10 Pa ∙ m3/s.These results confirm that the proposed design not only delivers excellent airtightness and low-loss characteristics,but also offers advantages including compact structure,flexible port length configuration,and simple fabrication process,making it highly suitable for practical engineering applications.

龚自垚;李若雪;张筱健;蒋均;何月;刘戈;聂荣怀;邓贤进

中国物理工程研究院 电子工程研究所,四川 绵阳 621999||中国物理工程研究院微系统与太赫兹研究中心,四川 成都 610200中国物理工程研究院 电子工程研究所,四川 绵阳 621999||中国物理工程研究院微系统与太赫兹研究中心,四川 成都 610200中国物理工程研究院 电子工程研究所,四川 绵阳 621999||中国物理工程研究院微系统与太赫兹研究中心,四川 成都 610200中国物理工程研究院 电子工程研究所,四川 绵阳 621999||中国物理工程研究院微系统与太赫兹研究中心,四川 成都 610200中国物理工程研究院 电子工程研究所,四川 绵阳 621999||中国物理工程研究院微系统与太赫兹研究中心,四川 成都 610200中国物理工程研究院 电子工程研究所,四川 绵阳 621999||中国物理工程研究院微系统与太赫兹研究中心,四川 成都 610200南京信息工程大学 电子与信息工程学院,江苏 南京 210044中国物理工程研究院 电子工程研究所,四川 绵阳 621999||中国物理工程研究院微系统与太赫兹研究中心,四川 成都 610200

信息技术与安全科学

F波段转换损耗气密性介质密封

F-bandtransformation lossairtightnessdielectric sealing

《太赫兹科学与电子信息学报》 2026 (5)

554-560,7

国家自然科学基金资助项目(12327808)国家重点研发计划资助项目(2023YFB3207801)国家重大科研仪器研制项目中国工程物理研究院院长基金资助项目(YZJJZC2022001)

10.11805/TKYDA2025383

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