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

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

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