基片集成波導(dǎo)參數(shù)提取及無(wú)源器件設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、基片集成波導(dǎo)（Substrate Integrated Waveguide，SIW）是近年來(lái)受到廣泛關(guān)注的一種新型傳輸線(xiàn)結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的金屬波導(dǎo)器件盡管有很好的性能，但是其龐大的體積和重量限制了在平面集成電路中的應(yīng)用?；赟IW技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的微波元器件在保有波導(dǎo)器件的高品質(zhì)因子、高功率容量、良好的抗干擾性能等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，它還具備許多傳統(tǒng)平面電路的優(yōu)點(diǎn)，例如：損耗小、成本低、加工制作工藝簡(jiǎn)單、容易和其他平面電路集成等優(yōu)點(diǎn)。因此，SIW技術(shù)廣泛

2、應(yīng)用于設(shè)計(jì)微波毫米波中的的各種有源器件和無(wú)源器件。
　　本文研究了 SIW這種新型導(dǎo)波結(jié)構(gòu)的傳播特性及應(yīng)用，提出了一種新的數(shù)值校正方法,即Short-Open Calibration(SOC)技術(shù)，可以準(zhǔn)確有效的提取SIW的傳播常數(shù)，并給出SOC技術(shù)的幾個(gè)實(shí)際應(yīng)用案例。為進(jìn)一步拓展SIW技術(shù)在微波毫米波集成通信電路中的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，本文同時(shí)還設(shè)計(jì)了幾個(gè)基于SIW技術(shù)實(shí)現(xiàn)的無(wú)源電路。
　　論文主要工作如下：
　?。?）提出

3、了一種新的數(shù)值校正方法，即SOC技術(shù)。這種方法可以準(zhǔn)確快速的提取SIW和HMSIW的相位常數(shù)和衰減常數(shù)。給出了SOC方法收斂性和穩(wěn)定性的證明。
　?。?）給出SOC方法的三個(gè)實(shí)際應(yīng)用案例。①應(yīng)用SOC方法分析了SIW導(dǎo)波結(jié)構(gòu)中參數(shù)變化對(duì)其傳播特性的影響；②應(yīng)用SOC方法提取HMSIW的傳播常數(shù)，以此為基礎(chǔ)預(yù)測(cè)天線(xiàn)的輻射特性并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；③應(yīng)用SOC方法分析了Corrugated SIW（CSIW）的工作模式和傳播特性，給出了CSIW

4、導(dǎo)波結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則。
　?。?）設(shè)計(jì)了一款新的SIW-to-CPW過(guò)渡結(jié)構(gòu)，利用非對(duì)稱(chēng)的階躍阻抗變換器結(jié)合電流探頭過(guò)渡結(jié)構(gòu)，來(lái)提高其工作帶寬，同時(shí)給出了等效電路模型和實(shí)際測(cè)試結(jié)果。
　?。?）設(shè)計(jì)了耦合比不同的SIW多路耦合器。應(yīng)用射線(xiàn)追蹤法描述了波在耦合器內(nèi)的傳播路徑，并給出了每個(gè)反射點(diǎn)的場(chǎng)計(jì)算公式。導(dǎo)出了耦合器輸出口的耦合系數(shù)的計(jì)算公式。同時(shí)給出了耦合窗中通孔間距的選擇標(biāo)準(zhǔn)，最后通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證了所提方法的準(zhǔn)確性。

5、>　?。?）設(shè)計(jì)了一款基于SIW多層結(jié)構(gòu)的無(wú)源衰減器，利用環(huán)形諧振器提取了有耗介質(zhì)在Ku頻段內(nèi)的相對(duì)介電常數(shù)和損耗角正切的值。給出了衰減器的等效電路模型，最后加工實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　?。?）利用互補(bǔ)開(kāi)口環(huán)諧振器(Complementary Split Ring Resonator，CSRR)結(jié)合 SIW方形腔設(shè)計(jì)了一種新的三模濾波器，利用方形腔的最低次簡(jiǎn)并模和CSRR諧振模構(gòu)建濾波器通帶內(nèi)的三個(gè)諧振模式。通過(guò)改變CSRR的尺寸從而在一定