Ka波段寬帶基片集成波導(dǎo)環(huán)行器的設(shè)計.pdf

1、鐵氧體環(huán)行器作為一種很重要的微波鐵氧體器件，目前廣泛用于微波通信和微波測量等方面。根據(jù)傳輸線的結(jié)構(gòu)劃分，目前常用的環(huán)行器有微帶線環(huán)行器、帶狀線環(huán)行器以及波導(dǎo)環(huán)行器。微帶線環(huán)行器和帶狀線環(huán)行器是一種平面結(jié)構(gòu)的器件，容易實(shí)現(xiàn)電路集成，但是功率容量小。波導(dǎo)環(huán)行器的功率大，但是它的尺寸也大，不利于電路的集成，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的小型化。這兩種類型的環(huán)行器在功率和小型化方面有著不可調(diào)和的矛盾。
　　基片集成波導(dǎo)（SIW）是一種新型的平面結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)，這

2、種傳輸線制成的環(huán)行器體積小，既容易實(shí)現(xiàn)電路的集成同時又具有較大的功率容量。此外，SIW環(huán)行器的制作成本低，能夠通過PCB工藝或LTCC工藝實(shí)現(xiàn)。
　　基于基片集成波導(dǎo)的這些優(yōu)點(diǎn)，本文對 Ka波段寬帶 SIW環(huán)行器的設(shè)計和實(shí)驗(yàn)展開了研究。首先，我們對SIW的結(jié)構(gòu)和傳輸特性進(jìn)行了討論，研究了SIW功率容量的問題以及SIW到微帶線的多種匹配方式。其次，我們重點(diǎn)研究了SIW環(huán)行器的設(shè)計和測試。本文中先后設(shè)計了多種 Ka波段的寬帶 SIW環(huán)

3、行器，在匹配方面，分別采用了微帶線方式和共面波導(dǎo)方式進(jìn)行匹配；在環(huán)行器的形狀上，有Y型結(jié)構(gòu)的，也有T型結(jié)構(gòu)的。我們對T型結(jié)SIW環(huán)行器微帶線與SIW連接處采用圓弧倒角，實(shí)現(xiàn)了很好的阻抗匹配，極大的增加了環(huán)行器的工作帶寬，回波損耗和隔離在-20 dB時的帶寬都達(dá)到了6 GHz，插入損耗小于0.5 dB。該環(huán)行器還具有小尺寸的優(yōu)點(diǎn)，平面何尺寸為8 mm×8 mm。采用PCB工藝對該環(huán)行器進(jìn)行加工，并利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對器件進(jìn)行測試，測試的插