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基片集成波导带通滤波器的研究

陈飞  
【摘要】: 随着现代微波毫米波电路系统的高速发展,其功能越来越复杂、电性能指标越来越高,同时其体积越来越小、重量越来越轻;整个系统迅速向小型化、轻量化、高可靠性、多功能性和低成本方向发展。低成本、高性能、高成品率的微波毫米波技术对于开发商业化的低成本微波毫米波宽带系统非常关键。因此,迫切需要发展新的微波毫米波集成技术。 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,SIW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结构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,由于每排金属孔孔间距远小于波长,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,所以能够用矩形普通波导实现的结构也都可以用SIW来实现,比如功分器、滤波器、天线、耦合器、振荡器等。 本论文首先对基片集成波导—微带电路转换器的设计方法进行了研究,然后把传统的腔体滤波器设计方法用于基片集成波导结构,设计出性能优良的滤波器,最后,根据一些新原理或者把新结构应用与基片集成波导设计出新型滤波器。其中包括半模基片集成波导滤波器和紧凑的微带谐振器(CMRC)加载基片集成波导滤波器等。利用电磁场仿真工具对所有设计的器件进行了数值模拟和结构优化,从而使器件达到最优的滤波品质。研究结果对基片集成波导器件的开发具有潜在的应用价值。


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