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基于基片集成波导的微波无源电路研究

李荣强  
【摘要】:基片集成波导(SIW)利用介质基片上的金属化通孔来实现矩形波导的性能,因此它具有高Q值、高功率容量、低外形、低成本和易于平面集成等特点。本文详细地研究了一些高性能基片集成波导滤波器的设计理论与技术,包括横向谐振器滤波器,源/负载与多谐振器交叉耦合的滤波器和双模滤波器。此外,本文也对基于半模基片集成波导的耦合器进行了研究。本文的主要工作如下: 首先,本文系统地阐述了基片集成波导电路设计的基础知识。包括基片集成波导与矩形波导的等效和传播特性比较,基片集成波导的损耗分析,以及基片集成波导与其它导波结构的过渡。 其次,本文提出了一些新型的单模基片集成波导滤波器。首次利用基片集成波导技术来实现横向谐振器带通滤波器,提出的滤波器具有doublet和修正的doublet结构的性质,它能实现一到两个传输零点,传输零点的位置可位于通带的任一边或同时位于通带的两边;设计了一个源和负载直接耦合的折叠对称型谐振器基片集成波导滤波器,该滤波器能实现与阶数相同的传输零点;提出了一种源/负载与多谐振器交叉耦合的基片集成波导滤波器,它是通过在改进的三胞滤波器中引入混合交叉耦合来实现的,该滤波器具有灵活的频率选择特性。 第三,本文对基于基片集成波导的双模滤波器进行了研究。提出了两种新型的方形基片集成波导双模滤波器,它们分别通过槽线和金属化通孔来实现谐振器中简并模式的扰动。据作者所知,这是首次利用槽线扰动简并模式来设计基片集成波导双模滤波器。提出的滤波器能实现一到两个传输零点,并且具有尺寸小、插损低、阻带抑制性高等特点。 最后,本文对半模基片集成波导定向耦合器进行了研究。首先分析了半模基片集成波导的特性;然后分析了十字形半模基片集成波导定向耦合器的原理,提出了一种十字形的半模基片集成波导定向耦合器。


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