SIW微波毫米波無源電路及太赫茲放大器關鍵技術研究.pdf

1、隨著微波毫米波電路在軍事、民用通信及其它領域的需求和應用不斷增加，對微波毫米波電路設計的要求也越來越高。微波電路中的矩形波導由于其占用較大體積而急需改進。由于基片集成波導(Substrate Integrate Waveguide，SIW)與矩形波導具有相似的低插損、高 Q值特性，同時也易于集成，因此將基片集成波導應用到濾波器、功分器等無源器件的設計中已經成為人們近年來不斷嘗試的研究方向。由于亞毫米波波段的獨特物理特性和寬頻帶的頻譜優(yōu)勢

2、，使得該頻段在軍事和高速無線通信等領域具有巨大的應用前景。亞毫米波射頻前端是高速無線通信系統(tǒng)中收發(fā)信號的硬件基礎，而射頻前端中的功率放大器對該部分的性能有很大的影響。因此，對該頻段的功率放大器的研究是具有實際應用價值的。對于亞毫米波頻段的功率放大器的設計，由于其頻率較高，需要采用不同于低頻段的功率放大器版圖設計方式。
　　本文首先介紹了SIW的基本物理結構，對其工作原理、矩形等效、工作模式和轉換電路進行了分析，并運用基片集成波導這

3、一結構進行了濾波器和功分器的設計。在濾波器的設計過程中，涉及了微帶—SIW楔形漸變信號轉換電路和微帶—CPW—狹縫到SIW的信號轉換電路，雙開口互補開口環(huán)(CSRR)缺陷地結構，T形枝節(jié)感性通孔結構，感性窗口結構，以及 U形槽多模諧振結構（MMR）。在功分器的設計中主要用到了周期性的扇形濾波結構和魔 T的平面化結構。最終的實物測試結果表明，在本文中所設計的濾波器、功分器顯示出的特性與預先設計的指導思想是相符的。
　　文章第二部分以

4、高電子遷移率晶體管（HEMT）的物理結構和工作特性為基礎，選擇了合適的HEMT器件小信號模型。運用去嵌入方法對信號模型的各個參數(shù)進行了運算提取。由于在亞毫米波頻段直接采用測量的 S參數(shù)進行去嵌入建模的誤差較大，且重現(xiàn)性差。本文采用外推法建模的方法，運用低頻段的測量參數(shù)進行去嵌入小信號的建模，然后用低頻段的信號模型進行高頻仿真得到高頻段的 S參數(shù)。為了在這一外推的過程中提高精確度，引進了晶體管的截止頻率和最大振蕩頻率兩個變量來對建模精度進