(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210792229.8 (22)申请日 2022.07.07 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114883772 A (43)申请公布日 2022.08.09 (73)专利权人 香港中文大 学 （深圳） 地址 518100 广东省深圳市龙岗区龙城街 道龙翔大道 2001号 (72)发明人 吴亮　康泽辉　 (74)专利代理 机构 成都巾帼知识产权代理有限 公司 5126 0 专利代理师 邢伟 (51)Int.Cl. H01P 7/08(2006.01) H01P 3/08(2006.01)H01P 11/00(2006.01) G06F 30/20(2020.01) (56)对比文件 CN 109216838 A,2019.01.15 审查员 敖杰峰 (54)发明名称 一种用于旋转行波振荡器的传输线模块及 其设计方法 (57)摘要 本发明公开了一种用于旋转行波振荡器的 传输线模块及其设计方法， 所述传输线模块包括 衬底 （1） ， 所述衬底 （1） 的上表面 设置有接地金属 层， 即金属地 （2）， 所述金属地 （2） 带有矩形槽 （3） ， 所述矩形槽 （3） 沿槽长所在方向贯穿金属地 （2） 的前后两侧， 且矩形槽 （3） 的厚度与金属地 （2） 的厚度相同， 所述矩形槽 （3） 内填充有与矩形 槽 （3） 形状尺寸相同的硅介质板， 所述硅介质板 的上表面沿矩形槽 （3） 槽长 所在方向设置有两根 平行的传输线 （4） 。 本发明的传输线模块与传统 结构在品质因数上有了很大提高， 解决了现有旋 转行波振荡器相比LC振荡器谐振腔品质因数较 差的问题。 权利要求书2页 说明书6页 附图6页 CN 114883772 B 2022.09.23 CN 114883772 B 1.一种用于 旋转行波振荡器的传输线模块的设计方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： S1.根据旋转行波振荡器所需的频率 f，确定整个传输线一个波长的长度λ=u/ f， 其中u 是波在传输线介质中的传播速度； 将整个传输线的总长度设定为一个波长的长度λ 附近变 动； S2.设整个传输线围成莫比乌斯环形状,  根据旋转行波振荡器所需的相位数K， 将整个 传输线总长度除以相数 K， 得到每段长度为 l=λ/K的传输线模块； S3.对于任 一段传输线模块， 均包含两根平行的传输线， 设其中每一条传输线宽度为WT， 两条传输线之间的间距为ST， 金属地上开设的矩形槽宽度， 即开设矩形槽后， 分割得到的两 块金属地之间的间距为SM； S4.初始化SM为零， 初始 化传输线间距ST为ST0， 初始化传输线宽度WT为WT0， 其中ST0、 WT0为 预先设定的初始参数， 分别表征传输线间距的最小值和传输线宽度的最大值； 设定步进值 ∆SM， 传输线间距ST保持ST0不变， 传输线宽度WT保持WT0不变， 从0开始逐步增 加SM的值， 每次增加一个步进值 ∆SM； 然后对不同SM下的传输线模块进 行电磁场仿 真得到传 输线模块的RLGC参数， 并计算 不同SM下的传输线品质因数Qlump； 当SM增加而传输线品质因数Qlump无明显变高的时候， 选取此时SM的数值最终的金属地 之间的间距， 其中， Qlump无明显变高是指Qlump的增加值小于设定阈值； S5.设定步进值 ∆ST， 传输线宽度WT保持WT0不变， 金属 地之间的间距SM采用步骤S4得到 的值并保持不变； 从ST0开始， 不断增加ST， 每次增加 一个步进值 ∆ST， 然后对不同ST下的传输线模块进行 电磁场仿真得到传输线模块的RLGC参数， 并计算 不同ST下的传输线品质因数Qlump； 直到随着ST增加， Qlump恶化为止； 选取最高的Qlump对应的ST作为最终的传输线间距； 其 中， Qlump恶化即Qlump变小； S6.设定步进值 ∆WT， 金属地之间的间距SM采用步骤S4得到的值并保持不变， 传输线间 距ST采用步骤S5得到的值并保持不变； 从WT0开始， 逐步减小WT的值， 每次减小 ∆WT， 然后对不同WT下的传输线模块进行电磁场 仿真得到传输线模块的RLGC参数， 并计算 不同WT下的传输线品质因数Qlump； 直到随着WT减少， Qlump恶化为止， 选取最高的Qlump对应的WT作为最终的传输线宽度； 其 中， Qlump恶化即Qlump变小。 2.根据权利要求1所述的一种用于旋转行波振荡器的传输线模块的设计方法， 其特征 在于： 所述设计方法还 包括步骤S7： 对于莫比乌斯环形状中的每一个传输线模 块， 使其传输线宽度为WT， 传输线之间的间距 为ST， 金属地之间的间距为SM均采用步骤S4~S6中得到的数据。 3.根据权利要求1所述的一种用于旋转行波振荡器的传输线模块的设计方法， 其特征 在于： 所述传输线的长度设定为一个波长长度附近变动， 是指传输线长度与 λ之 间差值的绝 对值不超过设定阈值。 4.根据权利要求1所述的一种用于旋转行波振荡器的传输线模块的设计方法， 其特征 在于： 所述相数 K为8、 16或32。 5.根据权利要求1所述的一种用于旋转行波振荡器的传输线模块的设计方法， 其特征 在于： 所述传输线品质因数Qlump计算方式如下：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114883772 B 2计算传输线的传播常数： 为传输线传播常数， 为传输线衰减常数， 为传输线相位传播常数； 将传输线传播常数 也用RLGC参数表示： 设R为单位长度电阻， L为单位长度电感， G为单 位长度电导， C为单位长度电容， 公式如下， 得到： 确定传输线模块输入阻抗 ： 其中 ， 为工作频率， l为传输线长度； 计算传输线模块的品质因数Qlump= ， 经化简得: Qlump= ， 。 6.一种用于旋转行波振荡器的传输线模块， 采用权利要求1~5中任意一项所述的方法， 其特征在于： 包括衬底 （1） ， 所述衬底 （1） 的上表面设置有接地金属层， 即金属地 （2） ， 所述金属地 （2） 带有矩形槽 （3） ， 所述矩形槽 （3） 沿槽长所在方向贯穿金属地 （2） 的前后 两侧， 且矩形槽 （3） 的厚度与金属地 （2） 的厚度相同， 所述矩形槽 （3） 内填充有与矩形槽 （3） 形状尺寸相同的硅介质板， 所述硅介质板的上表面沿矩形槽 （3） 槽长所在方向设置有两根 平行的传输线 （4） 。 7.根据权利要求6所述的一种用于旋转行波振荡器的传输线模块， 其特征在于： 所述传 输线 （4） 为矩形传输线。 8.根据权利要求6所述的一种用于旋转行波振荡器的传输线模块， 其特征在于： 所述传 输线 （4） 的宽度小于矩形槽 （3） 宽度的二分之一。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114883772 B 3