基于介质基片结构的微波无源器件的研究

基于介质基片结构的微波无源器件的研究

论文摘要

基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,简称SIW)是一种近年内出现的新型微波传输结构,可以广泛地应用于微波及毫米波电路中。它综合了矩形波导和微带线的一系列优点:和传统的矩形波导一样集成波导具有较高的品质因数和很小的辐射损耗;而它又和微带线一样具有体积小、重量轻、容易加工和集成等优点。基片集成波导的基本概念是利用基片的上下金属板和两排间隔一定距离的金属孔构成波导的金属壁,这相当于内部填充了介质的矩形金属波导,所以能够用矩形普通波导实现的结构也都可以用基片集成波导来实现,比如天线、滤波器、功分器、定向耦合器、双工器等。论文首先分析了基片集成波导与微带转换器的设计,给出了利用等效模型和HFSS软件相结合的微带渐变线转换器快速设计方法。将传统的波导滤波器设计方法运用到基片集成波导结构,设计并加工测试了中心频率14.25 GHz,相对带宽3.5%的基片集成波导金属化通孔带通滤波器,同时将介质销钉引入基片集成波导,设计了基片集成波导介质销钉带通滤波器。分析了基片集成波导H-T和E-T和双T接头的特性,并对基片集成波导H-T接头进行了加工测试。根据对基片集成波导H-T和E-T和双T接头的分析,设计了基片集成波导魔T,并讨论了基片集成波导魔T的特性和端口匹配,给出了匹配元件的设计方法。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 目录
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究背景及现状
  • 1.1.1 本课题研究背景
  • 1.1.2 本课题研究现状
  • 1.2 主要研究内容和创新点
  • 第二章 基片集成波导的传输
  • 2.1 基片集成波导与介质填充矩形波导的等效
  • 2.2 基片集成波导与微带线的转换
  • 2.2.1 基片集成波导与微带线转换的设计
  • 2.2.2 基片集成波导-微带线转换器的设计实例
  • 第三章 基片集成波导带通滤波器的设计
  • 3.1 微波滤波器的基本理论
  • 3.1.1 滤波器的分类及其主要参数
  • 3.1.2 归一化低通原型滤波器
  • 3.1.3 切比雪夫低通原型滤波器
  • 3.1.4 阻抗变换和导纳变换与低通原型滤波器元件的关系
  • 3.1.5 频率变换
  • 3.2 基片集成波导感性金属通孔滤波器的设计
  • 3.2.1 基片集成波导中加载感性金属通孔的分析
  • 3.2.2 带通滤波器的综合设计
  • 3.2.3 基片集成波导感性金属通孔滤波器的设计实例
  • 3.2.4 基片集成波导感性金属通孔滤波器的加工测试
  • 3.3 基片集成波导介质销钉滤波器的设计
  • 3.3.1 基片集成波导中加载介质销钉的等效模型分析
  • 3.3.2 基片集成波导介质销钉滤波器的设计实例
  • 第四章 基片集成波导魔 T的设计
  • 4.1 基片集成波导T形接头
  • 4.1.1 基片集成波导H-T接头
  • 4.1.2 基片集成波导H-T接头加工测试
  • 4.1.3 基片集成波导E-T接头
  • 4.2 基片集成波导双T接头
  • 4.3 基片集成波导魔T
  • 4.3.1 基片集成波导魔T的特性分析
  • 4.3.2 基片集成波导魔T的匹配分析
  • 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读硕士学位期间发表的论文
  • 相关论文文献

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