衬底集成波导谐振腔的理论分析与工程应用

论文摘要

衬底集成波导(SIW)是近几年来出现的一种新型平面传输线，它兼有传统矩形波导(RW)和平面微带结构的双重特点，具有很好的实用价值，其理论研究和工程应用受到广泛关注。关于SIW传输线传播特性的研究，目前基本上都是从数值算法的角度来分析的，这种方法精度较高，但比较复杂。本论文的工作结合数值算法和传输线的经典电磁理论，给出了一些简单并具有较高精度的理论设计公式，可以较好地指导实际工程设计。本文根据SIW与等效矩形波导的导体损耗关系，结合RW导体损耗的计算方法，推导出SIW导体损耗的计算公式，并用软件仿真的方法进行了验证。针对SIW漏波衰减特性的研究，我们利用经典电磁理论的方法，得出了金属柱壁的反射系数公式，进而求出了漏波衰减的计算公式。本文还对SIW谐振腔体的谐振频率和品质因数(Q值)进行了理论研究，在传统矩形波导谐振腔体的理论基础上，结合等效电流方法求得SIW谐振腔体Q值计算公式，并用软件进行了验证，结果证明了公式的正确性。同时，还对SIW谐振腔的谐振频率进行了实验验证。本文最后讨论了SIW方形腔体双模滤波器的设计和工程实现，进一步验证了SIW腔体理论分析的正确性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 本课题的研究背景
• 1.2 本论文的主要工作
• 第2章 衬底集成波导（SIW）简介
• 2.1 SIW技术的发展及研究成果
• 2.2 SIW的传输特性
• 2.3 SIW结构与外部平面电路的过渡
• 第3章 SIW导体损耗及漏波损耗的理论研究
• 3.1 RW与SIW传输特性比较
• 3.1.1 RW与SIW宽度的等效
• 3.1.2 RW与SIW传播常数的比较
• 3.2 SIW导体损耗的研究
• 3.2.1 SIW导体损耗公式的推导
• 3.2.2 SIW导体损耗公式的验证
• 3.3 SIW漏波特性的研究
• 3.3.1 SIW金属柱导电壁反射系数的分析与讨论
• 3.3.2 SIW漏波损耗的验证
• 3.4 SIW总损耗的实验验证
• 3.5 小结
• 第4章 SIW谐振腔的理论研究
• 4.1 SIW谐振腔谐振频率的研究
• 4.1.1 RW谐振腔谐振频率
• 4.1.2 SIW与RW尺寸的等效
• 4.2 SIW谐振腔体Q值的理论研究
• 4.2.1 SIW谐振腔体导体损耗和介质损耗对应Q值的计算
• 4.2.2 总Q值的计算与验证
• 4.3 SIW谐振腔体的实验验证
• 4.4 小结
• 第5章 SIW方形腔体双模滤波器设计
• 5.1 双模滤波器简介及发展
• 5.2 SIW方形腔体双模滤波器的仿真分析
• 5.2.1 干扰金属柱对双模式谐振频率的影响
• 5.2.2 输入、输出端口对双模谐振频率的影响
• 5.2.3 干扰金属柱对零、极点位置的影响
• 5.3 SIW方形腔体双模滤波器的工程实现
• 5.4 小结
• 第6章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 在校期间发表的文章