基于基片集成波導(dǎo)的微波無源器件的研究.pdf

1、微帶線和波導(dǎo)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(jié)構(gòu)，便于系統(tǒng)的集成，但損耗較大。波導(dǎo)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?；刹▽?dǎo)(substrate Integrated Waveguide)是近年來提出的一種新型微波毫米波傳輸結(jié)構(gòu)，它具有矩形波導(dǎo)和微帶線的一系列優(yōu)點(diǎn)，如矩形波導(dǎo)的高品質(zhì)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(diǎn)。因此利用它可實(shí)現(xiàn)高性能集成微波毫米波器

2、件，并廣泛應(yīng)用到微波毫米波系統(tǒng)中。自從1987年Yablonoviteh和John各自獨(dú)立的提出“光子晶體”這一概念以來，光子帶隙結(jié)構(gòu)（Photonic Band Gap，簡(jiǎn)稱PBG)在微波與毫米波集成電路中的應(yīng)用越來越成為研究熱點(diǎn)。光子帶隙結(jié)構(gòu)中存在著類似于半導(dǎo)體中的禁帶，稱為光子帶隙。該結(jié)構(gòu)由一種介質(zhì)材料在另一種介質(zhì)材料中按一定規(guī)律分布所構(gòu)成，具有帶阻特性。光子帶隙結(jié)構(gòu)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(shì)。

3、r>　　 第三章首先介紹了基片集成波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)和傳輸特性，研究了集成波導(dǎo)與矩形波導(dǎo)之間的等效關(guān)系，其次介紹了光子帶隙結(jié)構(gòu)(Photonic Band Gap，PBG)的傳輸特性，分別設(shè)計(jì)了矩形槽帶隙結(jié)構(gòu)濾波器和蝶形帶隙結(jié)構(gòu)濾波器，利用傳統(tǒng)PCB工藝加工濾波器實(shí)物，用安利矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)濾波器實(shí)物進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明：矩形槽帶隙結(jié)構(gòu)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(duì)帶寬

4、達(dá)到54％.蝶形帶隙結(jié)構(gòu)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(dǎo)濾波器不僅解決了傳統(tǒng)矩形波導(dǎo)難于與平面電路集成的問題，而且?guī)督Y(jié)構(gòu)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?；刹▽?dǎo)是一種新型的導(dǎo)播結(jié)構(gòu)，它不僅具有集成波導(dǎo)低插入損耗、高功率容量等特點(diǎn)，而且其尺寸幾乎為傳統(tǒng)集成波導(dǎo)的一半。其次，設(shè)計(jì)了基于半模

5、集成波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的T形帶隙結(jié)構(gòu)濾波器，半模集成波導(dǎo)濾波器通帶特性較好，而且尺寸是傳統(tǒng)集成波導(dǎo)濾波器的一半，達(dá)到了小型化的要求。
　　 第四章中，參考矩形波導(dǎo)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(dǎo)功分器的設(shè)計(jì)原理，設(shè)計(jì)了加載電感銷釘?shù)募刹▽?dǎo)功分器，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(shè)計(jì)了一個(gè)半模基片集成波導(dǎo)雙工器，雙工