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基于介质基片结构的微波无源器件的研究

冉亮  
【摘要】: 基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,简称SIW)是一种近年内出现的新型微波传输结构,可以广泛地应用于微波及毫米波电路中。它综合了矩形波导和微带线的一系列优点:和传统的矩形波导一样集成波导具有较高的品质因数和很小的辐射损耗;而它又和微带线一样具有体积小、重量轻、容易加工和集成等优点。基片集成波导的基本概念是利用基片的上下金属板和两排间隔一定距离的金属孔构成波导的金属壁,这相当于内部填充了介质的矩形金属波导,所以能够用矩形普通波导实现的结构也都可以用基片集成波导来实现,比如天线、滤波器、功分器、定向耦合器、双工器等。 论文首先分析了基片集成波导与微带转换器的设计,给出了利用等效模型和HFSS软件相结合的微带渐变线转换器快速设计方法。将传统的波导滤波器设计方法运用到基片集成波导结构,设计并加工测试了中心频率14.25 GHz,相对带宽3.5%的基片集成波导金属化通孔带通滤波器,同时将介质销钉引入基片集成波导,设计了基片集成波导介质销钉带通滤波器。分析了基片集成波导H-T和E-T和双T接头的特性,并对基片集成波导H-T接头进行了加工测试。根据对基片集成波导H-T和E-T和双T接头的分析,设计了基片集成波导魔T,并讨论了基片集成波导魔T的特性和端口匹配,给出了匹配元件的设计方法。


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