基于基片集成波導的微波無源器件的研究.pdf

1、微帶線和波導是兩種重要的微波、毫米波傳輸系統(tǒng)。微帶線作為一種平面電路結構，便于系統(tǒng)的集成，但損耗較大。波導具有極小的傳輸損耗和高Q值，但由于體積較大，不利于系統(tǒng)的集成和小型化。基片集成波導(substrate Integrated Waveguide)是近年來提出的一種新型微波毫米波傳輸結構，它具有矩形波導和微帶線的一系列優(yōu)點，如矩形波導的高品質因數(shù)、低損耗和微帶線的體積小、重量輕、易于集成等優(yōu)點。因此利用它可實現(xiàn)高性能集成微波毫米波器

2、件，并廣泛應用到微波毫米波系統(tǒng)中。自從1987年Yablonoviteh和John各自獨立的提出“光子晶體”這一概念以來，光子帶隙結構（Photonic Band Gap，簡稱PBG)在微波與毫米波集成電路中的應用越來越成為研究熱點。光子帶隙結構中存在著類似于半導體中的禁帶，稱為光子帶隙。該結構由一種介質材料在另一種介質材料中按一定規(guī)律分布所構成，具有帶阻特性。光子帶隙結構在微波電路的集成度、尺寸、重量與成本上都具有不可替代的優(yōu)勢。

3、r>　　 第三章首先介紹了基片集成波導的結構和傳輸特性，研究了集成波導與矩形波導之間的等效關系，其次介紹了光子帶隙結構(Photonic Band Gap，PBG)的傳輸特性，分別設計了矩形槽帶隙結構濾波器和蝶形帶隙結構濾波器，利用傳統(tǒng)PCB工藝加工濾波器實物，用安利矢量網(wǎng)絡分析儀對濾波器實物進行了測試，測試結果表明：矩形槽帶隙結構濾波器中心頻率為5.0GHz,通帶從3.8GHz到6.5GHz,通帶內(nèi)最小插入損耗為1.6dB,相對帶寬

4、達到54％.蝶形帶隙結構濾波器中心頻率為4.78GHz,帶內(nèi)最大插入損耗小于-1.346dB,最大回波損耗為-10.87dB.集成波導濾波器不僅解決了傳統(tǒng)矩形波導難于與平面電路集成的問題，而且?guī)督Y構陡峭的帶外抑制特性使得帶通濾波器通帶內(nèi)波紋平坦、插損小，阻帶較深較陡峭，極大地提高了濾波器的性能。半模基片集成波導是一種新型的導播結構，它不僅具有集成波導低插入損耗、高功率容量等特點，而且其尺寸幾乎為傳統(tǒng)集成波導的一半。其次，設計了基于半模

5、集成波導結構的T形帶隙結構濾波器，半模集成波導濾波器通帶特性較好，而且尺寸是傳統(tǒng)集成波導濾波器的一半，達到了小型化的要求。
　　 第四章中，參考矩形波導功分器中加載電感銷釘可以減小功分器反射損耗的方法，以及基片集成波導功分器的設計原理，設計了加載電感銷釘?shù)募刹▽ЧΨ制?，功分器中心頻率為7.6GHz,頻帶范圍從7.1GHz到8.1GHz,帶內(nèi)回波損耗小于-14dB.為了滿足器件小型化的要求，設計了一個半模基片集成波導雙工器，雙工