基片集成波導(dǎo)濾波器的研究.pdf

1、雷達(dá)技術(shù)、無線通信技術(shù)等的飛速發(fā)展對微波毫米波電路和系統(tǒng)提出了更高的要求。各種軍用和民用微波毫米波系統(tǒng)急需小型化、輕量化、低成本和高可靠性。微波濾波器是微波毫米波、射頻系統(tǒng)中的關(guān)鍵器件，利用低插損、高選擇性的高性能濾波器可以大大提高系統(tǒng)的性能。
　　 基片集成波導(dǎo)(Substrate Integrated Waveguide；SIW)是近幾年來出現(xiàn)在微波毫米波領(lǐng)域內(nèi)的一種能夠集成于介質(zhì)基片中的新型導(dǎo)波結(jié)構(gòu)，它具有插入損耗小、輻射

2、低、功率容量高等優(yōu)點(diǎn)。基片集成波導(dǎo)的傳輸特性與填充介質(zhì)的金屬矩形波導(dǎo)相似。因此，能夠用傳統(tǒng)矩形波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)基本也可以用基片集成波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)?；刹▽?dǎo)可以采用標(biāo)準(zhǔn)的印刷電路板(PCB)工藝、低溫共燒陶瓷(LTCC)工藝及薄膜(Thin-Film)工藝來加工。為了進(jìn)一步減少尺寸，提高集成度，東南大學(xué)洪偉教授研究團(tuán)隊(duì)提出了一種改進(jìn)結(jié)構(gòu)——半?；刹▽?dǎo)(Half ModeSubstrate Integrated Waveguide；HMS

3、IW)。新結(jié)構(gòu)在保持了基片集成波導(dǎo)的優(yōu)良性能的同時，尺寸減小了約一半。
　　 本文的主要工作有以下幾個方面：
　　 ⑴研究了(半模)基片集成波導(dǎo)與傳統(tǒng)矩形波導(dǎo)的相似性及轉(zhuǎn)換關(guān)系，給出了(半模)基片集成波導(dǎo)----微帶線轉(zhuǎn)接器的設(shè)計方法，從而使(半模)基片集成波導(dǎo)可以方便地連接與測試。
　　 ⑵將傳統(tǒng)的濾波器設(shè)計方法運(yùn)用于基片集成波導(dǎo)中，對于K波段金屬通孔和介質(zhì)柱結(jié)構(gòu)的濾波器，編寫了相應(yīng)的基于二分法的FORTRAN

4、程序綜合出各個尺寸，實(shí)物測試數(shù)據(jù)和仿真結(jié)果的一致性驗(yàn)證了設(shè)計的正確性，提高了設(shè)計的效率和準(zhǔn)確性。另外，本文還設(shè)計了基片集成波導(dǎo)E面膜片和感性窗濾波器。
　　 ⑶為了進(jìn)一步減小基片集成波導(dǎo)器件的體積，設(shè)計并仿真了一個X波段半模基片集成波導(dǎo)金屬通孔濾波器，從仿真的S參數(shù)可以看出設(shè)計的可行性。隨后，本文利用半模基片集成波導(dǎo)的高通特性，將其與微帶線低通濾波器級聯(lián)，為了更進(jìn)一步減小體積，將微帶轉(zhuǎn)換部分嵌入半?；刹▽?dǎo)中，得到了一個通帶