双层衬底集成波导（SIW）传输理论及工程应用

论文摘要

本文的课题是对双层SIW结构的传输特性进行理论分析和工程研究。根据已知的SIW和RW之间的宽度等效公式，通过对传播常数的分析，推导出SIW和等效的矩形波导之间的长度等效公式，这个公式在计算SIW短路结构和谐振腔时很实用。随着LTCC技术和多层PCB板技术的发展，对多层之间的能量传输提出了更高的要求。SIW是一种闭式场结构，对EMC和EMI有很强的抑制作用，本文提出了一种新的结构，能够较好地实现双层SIW之间的能量传输。通过理论分析，得到了计算通带上下边频的解析公式，这些公式在设计电路方面有很好的辅助作用。定向耦合器是用来分配或合成微波信号功率并具有定向耦合特性的微波元件。矩形波导定向耦合器具有Q值高、功率容量大等优点，但是体积比较大。微带线定向耦合器比较容易与平面电路集成。SIW定向耦合器具有二者的优点，同时其体积比较小。本文根据矩形波导定向耦合器耦合度和隔离度的计算公式，得到了SIW定向耦合器的耦合度和隔离度的计算公式，具有较高的精度。理论计算结果与软件仿真结果吻合较好，验证了公式的正确性。

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 LTCC技术和多层PCB技术
• 1.3 定向耦合器
• 1.4 本文工作的内容和研究思路
• 第2章 衬底集成波导（SIW）和矩形波导（RW）长度等效关系的理论分析
• 2.1 介绍
• 2.2 理论公式
• 2.2.1 SIW和RW的宽度等效
• 2.2.2 短路结构位置的等效
• 2.2.3 腔体等效（两端短路波导）
• 2.3 结果和讨论
• 2.3.1 SIW金属柱短路壁和RW金属短路壁之间的位置的等效
• 2.3.2 SIW谐振腔和等效的RW谐振腔的谐振频率
• 2.4 结论
• 第3章 双层SIW传输特性的研究
• 3.1 介绍
• 3.2 理论公式
• 3.3 结果和讨论
• 3.4 仿真和实验验证
• 3.5 结论
• 第4章 SIW定向耦合器的理论分析
• 4.1 小孔耦合理论
• 4.2 双层SIW定向耦合器的理论分析
• 4.2.1 单排耦合槽SIW定向耦合器
• 4.2.2 双排耦合槽SIW定向耦合器
• 4.3 数学公式验证和讨论
• 4.3.1 单排耦合槽SIW定向耦合器的验证
• 4.3.2 双排耦合槽SIW定向耦合器的验证
• 4.3.3 用理论公式设计定向耦合器的结构尺寸
• 4.3.4 大尺寸耦合槽的验证
• 4.4 公式适用范围
• 4.5 结论
• 第5章 结论和展望
• 5.1 本文的工作总结
• 5.2 研究工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 在校期间发表论文