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《东南大学》 2005年
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基片集成波导不连续性问题的研究

李皓  
【摘要】: 微波传输线是微波技术的一个基本组成部分,从历史上来看,任何一种新型导波结构的出现和发展都有赖于当时技术工业的需求,波导和微带线就是很好的例证。目前信息技术对系统的集成度、损耗等指标的要求日益提高,平面电路结构适于系统的混合集成,各种有源器件可以方便地与微带线或共面波导互连,但这种结构也存在一定缺陷,由于导体损耗、辐射损耗和介质损耗的存在,使得平面电路结构不适于工作在毫米波波段,也无法构成高Q值的部件。介质波导和矩形波导等非平面导波结构虽然可以构成性能很高的部件,但是由于体积过大以及集成加工上的难度,很难广泛地应用到高集成度系统中。基片集成波导(SIW)在结构上综合了上述两类导波结构的优点,使得其在提高性能的基础上,能够更容易地与各类元器件集成在一起。SIW的基本概念是利用微波板的上下金属板和两排间隔一定距离的金属通孔构成波导的金属壁,由于每排金属通孔孔间距远远小于波长,因此由缝隙泄漏的能量很小,这相当于内部填充了介质的矩形波导。这样就避免了笨重的金属结构,更加适合于系统集成。 本文主要研究基片集成波导的传输特性及其各种不连续性问题。在分析方法上主要采用差分法(时域差分法和频域差分法)、矩量法和模式匹配法,同时也利用了商业软件进行了仿真,对绝大多数结构都进行了实验测试。 在SIW传输线传输特性研究中我们分别使用解析近似方法和频域有限差分法计算了基片集成波导的传播参数,给出了构成基片集成波导的通孔的直径、间距等几何尺寸与传播常数和损耗因子的关系。另外通过实验手段对微带线和SIW的损耗特性进行了比较研究,讨论了SIW的特点和实用性。鉴于微带线在微波集成电路中的广泛应用,本文对单层及多层结构中微带线与基片集成波导的转接问题进行了充分研究,从 理论和实验两方面分析了这两种传输线的阻抗匹配问题。在此基础上,本文提出了两种基于SIW的定向耦合器,即窄边和宽边耦合器,并进行了实验验证。本文所研究的其它不连续性结构还包括:同轴波导与SIW的转换接头;不同层间SIW的转换;基于SIW的分支定向耦合器;基片集成波导中的感性金属杆;基片集成波导的H面不连续性结构;各类拐角结构;波导交叉结构;波导’Y’分支结构。在大量实验研究的基础上,总结出了各种SIW不连续性结构的特性和设计准则,为基于SIW的集成电路的设计提供了基础。
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TN454

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 邹雄;童创明;余定旺;吴利楠;;基片集成波导弯曲结构的研究[J];微波学报;2011年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 郝张成;基片集成波导技术的研究[D];东南大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宋文彬;毫米波通信机发射前端设计与实现[D];电子科技大学;2011年
2 程啸;基于三角形SIW谐振腔的带通滤波器设计研究[D];南京邮电大学;2011年
3 卢俊麒;新型宽带毫米波背腔缝隙天线研究[D];国防科学技术大学;2011年
4 邓绍刚;基片集成波导双模滤波器级联技术研究[D];南京邮电大学;2012年
5 周水平;Ka波段五路收发高频前端[D];电子科技大学;2010年
6 赵涔伶;毫米波接收机前端研究[D];电子科技大学;2010年
7 李鹏;低轮廓背腔天线的频带展宽技术[D];杭州电子科技大学;2012年
8 王辉;K波段宽带接收机前端关键部件研究[D];电子科技大学;2012年
9 尹震峰;微波毫米波功分器/滤波器设计[D];电子科技大学;2012年
10 张卓臻;基片集成波导矩形腔双模滤波器设计研究[D];南京邮电大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 梁建,洪伟;多层微带贴片天线的三维全波分析[J];电波科学学报;1999年01期
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3 李皓,华光,陈继新,洪伟,崔铁军,吴柯;基片集成波导和微带转换器的理论与实验研究[J];电子学报;2003年S1期
4 汪杰,洪伟;弯曲波导广义散射参数的快速精确计算[J];微波学报;2000年02期
5 李皓,陈安定,洪伟,吴柯,崔铁军,陈继新;基片集成波导定向耦合器的仿真与实验研究[J];微波学报;2004年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈昌明;陈爱萍;彭烨;;一种SIW复合左右手结构的双频功分器[J];电讯技术;2009年11期
2 周恩;徐善驾;;一种新型多层介质悬置微带线漏波特性的分析[J];电波科学学报;2006年06期
3 刘冰;刘伟;徐暑晨;汤红军;洪伟;;新型半模基片集成波导镜像转接段的研究[J];电子学报;2012年06期
4 梁建,洪伟;渐近波形估计技术加速的频域有限差分法[J];电子科学学刊;2000年05期
5 刘婷;李海波;;基片集成波导与微带线的转换设计[J];电子质量;2009年04期
6 赵伟;刘建新;亓东;李晓;;基于SIW的引信小型化天馈集成设计[J];弹箭与制导学报;2014年03期
7 郑慕昭;赵交成;李斌;;基于SIW的多波束波导缝隙阵列天线设计[J];火控雷达技术;2010年03期
8 马汉清;赵交成;;基于基片集成波导(SIW)的低副瓣阵列天线设计[J];火控雷达技术;2011年01期
9 汪杰,尹雷,洪伟;用区域分裂法求解波导不连续性问题[J];红外与毫米波学报;2002年02期
10 丛志鹏;李平辉;赵亮;王祖静;;半模基片集成波导和微带转换的分析[J];解放军理工大学学报(自然科学版);2007年03期
中国重要会议论文全文数据库 前7条
1 曾奇远;范海涛;徐自强;;Ka波段LTCC基片集成波导带通滤波器的设计[A];2010中国电子制造技术论坛论文集[C];2010年
2 任利霞;唐璞;;HMSIW定向耦合器的仿真设计[A];2008通信理论与技术新进展——第十三届全国青年通信学术会议论文集(上)[C];2008年
3 梁建;洪伟;;微带电路中介质谐振器的FDFD快速算法[A];1999年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];1999年
4 陈志君;洪伟;蒯振起;汤红军;陶芸;;W波段矩形波导—SIW转接器的仿真与实验研究[A];2007年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2007年
5 岳桂芹;文畅;许从海;白雪松;何博轩;张显静;;Ka波段基片集成波导(SIW)耦合器的研究[A];2007年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2007年
6 姜立伟;梁昌洪;底浩;李良;;一种紧缩结构的基片集成波导双通带滤波器[A];2009年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2009年
7 王建功;谭欢;李平辉;;一种新型基片集成波导结构研究[A];中国通信学会第五届学术年会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李荣强;基于基片集成波导的微波无源电路研究[D];电子科技大学;2011年
2 张巧利;基于复合左右手传输线和基片集成波导的无源器件研究[D];浙江大学;2011年
3 张本全;微波无源器件设计中的模式匹配法研究[D];电子科技大学;2004年
4 曹斌照;傅立叶展开—差分法在波导与谐振腔问题中的应用研究[D];兰州大学;2006年
5 郝张成;基片集成波导技术的研究[D];东南大学;2006年
6 颜力;基片集成波导传输特性及阵列天线的理论与实验研究[D];东南大学;2005年
7 张玉林;基片集成波导传播特性及滤波器的理论与实验研究[D];东南大学;2005年
8 宋开军;基于波导的微波毫米波空间功率合成技术研究[D];电子科技大学;2007年
9 张胜;微型平面微波滤波器的结构与性能研究[D];上海大学;2007年
10 胡晓娟;复杂目标电磁散射的FDTD及FDFD算法研究[D];西安电子科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 凌强;X波段基片集成波导缝隙阵列天线的研究[D];西安电子科技大学;2011年
2 莫远楠;基于LTCC技术的微波滤波器设计及特性研究[D];西安电子科技大学;2011年
3 宋文彬;毫米波通信机发射前端设计与实现[D];电子科技大学;2011年
4 曾奇远;LTCC基片集成波导滤波器研究[D];电子科技大学;2011年
5 朱琳琳;模式匹配法在波导缝隙天线馈电网络设计中的应用[D];电子科技大学;2011年
6 程啸;基于三角形SIW谐振腔的带通滤波器设计研究[D];南京邮电大学;2011年
7 王哲;基片集成波导的研究与应用[D];南京邮电大学;2011年
8 毕竞;基于基片集成波导双模滤波器级联技术研究[D];南京邮电大学;2011年
9 何波;基片集成波导双模滤波器层叠级联技术研究[D];南京邮电大学;2012年
10 邓绍刚;基片集成波导双模滤波器级联技术研究[D];南京邮电大学;2012年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张红兵,邓洁,李达;新型收发信机的体系结构[J];电讯技术;2002年05期
2 李桂萍;徐军;罗慎独;;毫米波高增益大功率收发组件研制[J];电子科技大学学报;2008年02期
3 李皓,华光,陈继新,洪伟,崔铁军,吴柯;基片集成波导和微带转换器的理论与实验研究[J];电子学报;2003年S1期
4 严伟,禹胜林,房迅雷;基于LTCC技术的三维集成微波组件[J];电子学报;2005年11期
5 王成;林长星;邓贤进;肖仕伟;;140GHz高速无线通信技术研究[J];电子与信息学报;2011年09期
6 刘婷;李海波;;基片集成波导与微带线的转换设计[J];电子质量;2009年04期
7 杨树谦;国外精确制导技术发展述评[J];飞航导弹;2001年06期
8 彭龙新,林金庭,魏同立;X波段单片集成低噪声接收子系统[J];固体电子学研究与进展;2002年02期
9 夏思宇;精确制导技术及其现状与发展[J];航空科学技术;2003年01期
10 王周海,李雁,王小陆,郑林华;X波段双通道T/R组件的LTCC基板电路的设计[J];雷达科学与技术;2005年05期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 邓磊;唐高弟;;基片集成波导传输特性分析与应用仿真[A];第二届全国信息与电子工程学术交流会暨第十三届四川省电子学会曙光分会学术年会论文集[C];2006年
2 周水平;王志刚;李平;徐锐敏;;基于介质集成波导(SIW)的三路零相位功率分配/合成器[A];2009年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2009年
3 姜立伟;梁昌洪;底浩;李良;;一种紧缩结构的基片集成波导双通带滤波器[A];2009年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 尹家贤;时域有限差分法在天线计算中的理论和应用研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2003年
2 田步宁;微波网络分析技术新进展及其应用研究[D];西安电子科技大学;2002年
3 李涛;非线性滤波方法在导航系统中的应用研究[D];国防科学技术大学;2003年
4 朱涛;极紫外光刻机工件台精密机械及控制相关技术[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2006年
5 黄金英;高品质低温多晶硅薄膜晶体管的制作与周边一体化设计[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2006年
6 郝张成;基片集成波导技术的研究[D];东南大学;2006年
7 杨小军;基于粒子滤波的混合估计理论与应用[D];西北工业大学;2006年
8 颜力;基片集成波导传输特性及阵列天线的理论与实验研究[D];东南大学;2005年
9 张玉林;基片集成波导传播特性及滤波器的理论与实验研究[D];东南大学;2005年
10 宋开军;基于波导的微波毫米波空间功率合成技术研究[D];电子科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 卢俊锋;微波平面电路网络S参数测试校准方法的研究[D];西安电子科技大学;2011年
2 原象滨;Ka波段集成T/R组件研究[D];电子科技大学;2011年
3 何波;基片集成波导双模滤波器层叠级联技术研究[D];南京邮电大学;2012年
4 李桂萍;相控阵雷达——毫米波T/R组件研究[D];电子科技大学;2004年
5 潘光胜;毫米波接收前端LTCC技术研究[D];电子科技大学;2005年
6 毛睿杰;Ka波段低噪声接收前端研究[D];电子科技大学;2005年
7 杨非;毫米波T/R组件的研究与设计[D];电子科技大学;2006年
8 兰尧;基片集成波导的应用和仿真研究[D];电子科技大学;2006年
9 肖科;双模波导滤波器设计[D];国防科学技术大学;2005年
10 税兰英;Q波段宽带四倍频器的研制[D];电子科技大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 汪圣稀;汪晓光;陈良;;8mm基片集成波导环行器的研究与设计[J];微波学报;2012年01期
2 秦冲;陈鹏;刘盛纲;;一种新颖的Koch分形缝隙天线研究[J];现代电子技术;2008年15期
3 陈飞;袁学松;刘盛纲;;基片集成波导带通滤波器的设计与实现[J];真空电子技术;2008年06期
4 陈飞;田爱君;袁学松;;一种新型基片集成波导带通滤波器的设计与实现[J];真空电子技术;2010年03期
5 陈飞;;半模基片集成波导带通滤波器的设计与实现[J];真空电子技术;2011年06期
6 余定旺;童创明;邹雄;宁龙江;毛苗;;基于树状分形结构的半模基片集成波导带通滤波器[J];微波学报;2012年06期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 程钰间;张传安;丁红梅;;基于混合传输线结构的带通定向耦合器[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 周翼鸿;基于波导的紧凑型功率合成技术研究[D];电子科技大学;2011年
2 沈玮;基片集成波导与其它平面结构在滤波器设计中的应用研究[D];上海交通大学;2011年
3 魏峰;远距离射频识别系统关键技术的研究[D];西安电子科技大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 林燕海;Ka/C波段上/下变频组件研究[D];电子科技大学;2011年
2 陈明川;Ka波段LTCC频综组件研究[D];电子科技大学;2011年
3 宋文彬;毫米波通信机发射前端设计与实现[D];电子科技大学;2011年
4 曾奇远;LTCC基片集成波导滤波器研究[D];电子科技大学;2011年
5 田野;Ku波段多普勒测速雷达收发组件研究[D];电子科技大学;2011年
6 鲍立芬;Ku波段收发组件关键电路研究[D];电子科技大学;2011年
7 陆惠;无线通信中多层结构滤波器研究[D];南京邮电大学;2011年
8 张帆;基片集成波导的特性及应用研究[D];国防科学技术大学;2010年
9 原象滨;Ka波段集成T/R组件研究[D];电子科技大学;2011年
10 何波;基片集成波导双模滤波器层叠级联技术研究[D];南京邮电大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 陈军,洪伟,陈忆元;频域Mur条件差分近似的构造和应用[J];电子科学学刊;1996年03期
2 李坚;洪伟;;用直线法分析圆截面S弯管的雷达散射截面[J];微波学报;1992年04期
3 刘凯,梁建,洪伟;一种用于求解双周期结构电磁散射问题的吸收边界条件[J];微波学报;1999年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴先良;丁让箭;吴琼;;基片集成波导带通滤波器的设计[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2007年03期
2 谌正艮;吴先良;丁让箭;;基于介质销钉的基片集成波导带通滤波器的设计[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2007年01期
3 陈飞;袁学松;刘盛纲;;基片集成波导带通滤波器的设计与实现[J];真空电子技术;2008年06期
4 陈飞;田爱君;袁学松;;一种新型基片集成波导带通滤波器的设计与实现[J];真空电子技术;2010年03期
5 邹雄;童创明;余定旺;吴利楠;;基片集成波导弯曲结构的研究[J];微波学报;2011年02期
6 冉亮;吴先良;丁让箭;;偏置介质销钉基片集成波导带通滤波器的设计[J];安徽大学学报(自然科学版);2007年02期
7 王小明;翁子彬;焦永昌;张福顺;;K_u波段小型化波导缝隙阵列天线的设计与实现[J];微波学报;2008年03期
8 张帆;;基片集成波导实现方法概述[J];科技创新导报;2010年04期
9 邹雄;童创明;周明;吴利楠;;X波段基片集成波导四路功分器的设计[J];工程设计学报;2011年02期
10 刘蕾蕾;董元旦;王元庆;;基片集成波导准感性窗滤波器的设计与实现[J];微波学报;2011年04期
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1 陈鹏;蒯振起;陈继新;严蘋蘋;;基片集成波导X型缝隙结构行波圆极化天线及阵列[A];2009年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2009年
2 李艳莉;;基片集成波导滤波器在Ka波段接收前端的应用[A];四川省通信学会2009年学术年会论文集[C];2009年
3 翟国华;洪伟;蒯振起;;基片集成波导对数周期偶极子阵列天线研究[A];2009年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2009年
4 陈德挺;华光;;基片集成波导宽边双缝3dB定向耦合器[A];2009年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2009年
5 宋秋雨;史小卫;文庶;田瑾;;一种新型的SIW-DGS宽带带通滤波器[A];2009年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2009年
6 陈蕾;杨永侠;魏峰;田瑾;;基于基片集成波导的高增益平面缝隙天线[A];2009年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2009年
7 王建功;谭欢;李平辉;;一种新型基片集成波导结构研究[A];中国通信学会第五届学术年会论文集[C];2008年
8 陈志君;洪伟;蒯振起;汤红军;陶芸;;W波段矩形波导—SIW转接器的仿真与实验研究[A];2007年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2007年
9 汤红军;洪伟;陈继新;;具有椭圆滤波特性的的双模基片集成波导滤波器[A];2009年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2009年
10 任利霞;唐璞;;HMSIW定向耦合器的仿真设计[A];2008通信理论与技术新进展——第十三届全国青年通信学术会议论文集(上)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张小川;高性能小型化射频及微波滤波器的研究[D];电子科技大学;2009年
2 颜力;基片集成波导传输特性及阵列天线的理论与实验研究[D];东南大学;2005年
3 魏启甫;基于LTCC的多层基片集成波导滤波器的研究[D];上海交通大学;2008年
4 李皓;基片集成波导不连续性问题的研究[D];东南大学;2005年
5 韩世虎;广义切比雪夫滤波器和波导双工器理论与关键技术研究[D];电子科技大学;2007年
6 宋开军;基于波导的微波毫米波空间功率合成技术研究[D];电子科技大学;2007年
7 钟催林;基于基片集成波导的微波电路研究[D];电子科技大学;2009年
8 张玉林;基片集成波导传播特性及滤波器的理论与实验研究[D];东南大学;2005年
9 张胜;微型平面微波滤波器的结构与性能研究[D];上海大学;2007年
10 吴边;无线通信中微波滤波器的比较设计法与应用研究[D];西安电子科技大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 方舜宇;基片集成波导卫星导航天线研究[D];华东师范大学;2014年
2 陈昱宇;新型延迟线的研究[D];电子科技大学;2009年
3 冉亮;基于介质基片结构的微波无源器件的研究[D];安徽大学;2007年
4 吴凯敏;W波段毫米波振荡器及SIW基谐振腔设计[D];电子科技大学;2008年
5 张兵;基于介质加载SIW的H面喇叭天线及其阵列研究[D];南京理工大学;2009年
6 王朱丹;基于基片集成波导技术的带通滤波器设计[D];西安电子科技大学;2014年
7 何博轩;基于基片集成波导结构X波段振荡器研究[D];电子科技大学;2008年
8 唐小均;基于基片集成波导技术的背腔式缝辐射天线研究[D];电子科技大学;2008年
9 肖馥林;同轴波导基毫米波空间功率合成技术[D];电子科技大学;2009年
10 赵毅;基片集成波导微波毫米波无源器件研究[D];电子科技大学;2009年
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