[0001] 本申请涉及波导领域，特别是一种多层波导器件及波导装置。

[0002] 波导(waveguide)是一种用于定向引导电磁波的结构，波导在雷达系统和测量装置中是不可缺少的部件。在毫米波段，传输线(如微带线和基片集成波导)的性能会因为电
磁波在有损介电环境中传播而降低，空心矩形波导因其具有低损耗和高功率处理能力而可
以应用于毫米波

[0003] 相关技术中，通常通过螺栓将两个构建块连接在一起，以制造矩形波导。这种波导的体积一般都较大，难以进行表面安装，且难以加工具有折弯等不规则形状结构的波导通
道。在40GHz以上的频带，两个构建块之间的气隙泄漏会导致能量的损失，降低波导的性能。

[0026] 下面详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描
述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

[0027] 在本申请的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲
突的情况下相互结合。

[0028] 在本申请的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、
第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所
指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

[0029] 在本申请的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件
必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

[0030] 在本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具
体含义。

[0031] 本申请实施例提供了一种多层波导器件，便于加工且便于进行表面安装，且能够降低能量泄露的风险。

[0032] 示例性地，参见图1，多层波导器件包括至少两个层叠连接的中间层板，中间层板开设有贯穿中间层板的镂空图案，各镂空图案相互连通而形成波导通道400，相邻的两个中
间层板的镂空图案至少部分偏移设置，以形成具有泄露抑制功能的波导侧壁结构420。

[0033] 通过层叠连接的中间层板构造多层波导器件，每个中间层板上的镂空图案可以根据实际需要进行设计，便于加工且便于进行表面安装；相邻的两个中间层板的镂空图案至
少部分偏移设置，以形成具有泄露抑制功能的波导侧壁结构420，能够降低能量泄露的风
险。

[0034] 可选地，参见图2，多层波导器件包括四个层叠连接的中间层板，四个层叠连接的中间层板自上而下分别为第一中间层板210、第二中间层板220、第三中间层板230和第四中
间层板240。可选地，四个中间层板的大小相同。可选地，四个中间层板可以通过螺钉等紧固
件进行压紧固定。可选地，中间层板为金属板。

[0035] 可选地，在一些实施例中，镂空图案为周期性图案，相邻的两个中间层板的镂空图案的偏移部分为周期性偏移，以形成具有泄露抑制功能的波导侧壁结构420。换言之，用相
对于彼此周期性位移的方式设置相邻两层的镂空图案，基于EBG(电磁带隙，
electromagnetic band gap)结构形成具有泄露抑制功能的波导侧壁结构420。

[0036] 可选地，在一些实施例中，镂空图案为第一方形槽，且第一方形槽的两条长边上间隔设置有第一半圆形孔，第一半圆形孔相对于长边外凸设置，相邻层的两个镂空图案的第
一半圆形孔错开设置。

[0037] 可选地，在一些实施例中，第一半圆形孔的直径为D，镂空图案沿其长度方向上的相邻的两个第一半圆形孔之间的间距为D。

[0038] 当然，第一方形槽的两条长边上也可以间隔设置三角形或其他形状的孔，能够形成具有泄露抑制功能的波导侧壁结构420即可，在此不作具体的限制。

[0039] 可选地，第一中间层板210和第三中间层板230上设置有第一镂空图案251，第二中间层板220和第四中间层板240中设置有第二镂空图案261。换言之，第一中间层板210与第
三中间层板230的设计相同，第二中间层板220与第四中间层板240的设计相同。

[0040] 示例性地，参见图3，第一镂空图案251的两条长边上左右对称设置有多个直径为D的第一半圆形孔，第二镂空图案261的两条长边上也左右对称设置有多个直径为D的第一半
圆形孔，第一镂空图案251的第一半圆形孔与第二镂空图案261的第一半圆形孔错开设置，
即第一镂空图案251的第一半圆形孔与第二镂空图案261的相邻的两个第一半圆形孔之间
的间隙对齐。可选地，第一半圆形孔的直径可以为1mm。

[0041] 可选地，在一些实施例中，中间层板还开设有贯穿中间层板的细长狭缝，细长狭缝设置在镂空图案的外周，各中间层板的细长狭缝相互连通而形成具有泄露抑制功能的狭缝
通道600(参见图1)。可选地，各中间层板的细长狭缝对齐设置而相互连通以围成狭缝通道
600。可以知道的是，狭缝通道600与波导通道是不连通的，在具有波导侧壁结构420的波导
通道400的外周设置狭缝通道600，能够进一步加强波导通道400的泄露抑制功能。

[0042] 可选地，在一些实施例中，镂空图案的外周对称设置有两个细长狭缝，两个细长狭缝间隔设置，且细长狭缝半包围镂空图案设置，各中间层板的两个细长狭缝分别连通，以在
波导通道400的外周形成两个对称设置的狭缝通道600。可选地，镂空图案外周的两个细长
狭缝组成的图案与镂空图案同心。

[0043] 可选地，参见图3，第一镂空图案251的外周左右对称设置有两个第一细长狭缝252，第二镂空图案261的外周左右对称设置有两个第二细长狭缝262。第一细长狭缝252和
第二细长狭缝262均呈半框形，两个第一细长狭缝252的两端在靠近第一镂空图案251的一
侧设置有外凸的第二半圆形孔2521，两个第二细长狭缝262的端部与第二镂空图案261的端
部之间设置有第三半圆形孔263，第三半圆形孔263在第一中间层板210上的投影位于同一
端的两个第二半圆形孔2521之间。通过相邻的两个中间层板上的第二半圆形孔2521与第三
半圆形孔263配合，可以在波导通道400的两端形成基于EBG结构的泄露抑制结构。

[0044] 可选地，在一些实施例中，参见图2，多层波导器件还包括顶层板100和底层板300，顶层板100层叠连接于中间层板的上方，底层板300层叠连接于中间层板的下方，多层波导
器件还包括与波导通道400连通的波导通道入口110和波导通道出口120，波导通道入口110
设置在顶层板100或底层板300上，波导通道出口120设置在顶层板100或底层板300上。

[0045] 可选地，在一些实施例中，参见图4，波导通道入口110和波导通道出口120均设置在顶层板100上，且波导通道入口110与波导通道400的始端对齐，波导通道出口120与波导
通道400的末端对齐。参见图5，顶层板100在波导通道入口110与波导通道出口120之间设置
有两列第二方形槽500，底层板300上也设置有两列第二方形槽500，每列第二方形槽500包
括沿镂空图案的长度方向间隔设置的多个第二方形槽500，第二方形槽500与狭缝通道600
连通，第二方形槽500和狭缝通道600组成的泄露抑制结构与具有泄露抑制功能的波导侧壁
结构结合，能够更好的抑制能量泄露。

[0046] 顶层板100上的第二方形槽500与相邻的中间层板(第一中间层板210)上的镂空图案错开设置，以避免与波导通道400连通，底层板300上的第二方形槽500与相邻的中间层板
(第四中间层板240)上的镂空图案错开设置，以避免与波导通道400连通。可选地，参见图5，
底层板300上的第二方形槽500与顶层板100上的第二方形槽500错开设置。

[0047] 图6从左至右示出依次在底层板300上层叠第四中间层板240、第三中间层板230、第二中间层板220、第一中间层板210以及顶层板100的结构示意图。

[0048] 可选地，第二方形槽500的长度为二分之一的工作波长，第二方形槽500的宽度为四分之一的工作波长。其中，工作波长是指多层波导器件被设计用于的波长。示例性地，多
层波导器件可以用于太赫兹频段的电磁波。

[0049] 可以理解的是，参见图4，顶层板100、各镂空图案的侧壁、底层板300共同围成封闭的且具有波导通道入口110和波导通道出口120的波导通道400。

[0050] 可选地，参见图1，波导通道400的端部形成有阶梯结构410，阶梯结构410用于改变波导通道入口110或波导通道出口120的方向，同时还可以起到阻抗匹配的作用。示例性地，
可以通过阶梯结构410使得波导通道入口110和波导通道出口120能够向上或向下定向，以
更好地将电磁波从波导通道入口110引入进波导通道400，并将电磁波在波导通道400中由
波导通道入口110向波导通道出口120的方向进行引导。

[0051] 可选地，可以通过改变各中间层的镂空图案的长度或形状等，以在波导通道400的端部形成阶梯结构410。示例性地，第一中间层的镂空图案、第二中间层的镂空图案、第三中
间层的镂空图案、第四中间层的镂空图案的长度可以依次递减，以在波导通道400的端部形
成阶梯结构410。可以理解的是，参见图3，由于第一半圆形孔的周期性设置，第一镂空图案
251两条长边的两端还具有弧形结构，使得第一镂空图案251的两端的宽度大于第二镂空图
案261的两端的宽度。

[0052] 传统的CNC铣削在太赫兹波导结构的加工中往往很难实现一些特殊结构的加工，而且加工成本会随着精度的要求大幅提高，也可能没法达到预期的精度。而在频率越高的
情况下，波导的加工尺寸将越来越小，继续采用传统的CNC铣削加工方式既不经济，也费时
费力，且难以保证精度是否达标。因此，可选地，本申请实施例中的多层波导器件的第二方
形槽500、镂空图案、细长狭缝、第三半圆形孔263等结构的加工可以通过刻蚀或线切割的方
式进行加工，不仅加工方便，还能够节约加工成本，提高加工精度。

[0053] 本申请实施例还提供了一种波导装置，包括上述的多层波导器件。

[0054] 可选地，波导装置还包括源部件，源部件设置在多层波导器件的波导通道中。

[0055] 可以理解的是，本申请实施例中的波导装置相应具有上述多层波导器件所提供的有益效果，在此不再赘述。

[0056] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结
构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的
示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特
点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

[0057] 尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本
申请的范围由权利要求及其等同物限定。