基片集成波导微波毫米波无源器件研究

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1、摘要摘要基片集成波导技术是近几年提出的一种新型导波结构。本文利用矩形波导与基片集成波导在传播特性上的相似性，采用了矩形波导无源器件的设计方法，对基片集成波导无源器件的设计方法进行了基础性的研究，主要得到了如下结果：1设计出了Ka波段基片集成波导带通滤波器。该滤波器采用的是切比雪夫并联电感耦合波导滤波器结构，中心频率高，制作出了实物并用矢量网络分析仪进行了测试。由实测结果可知，Ka波段基片集成波导滤波器的中心频率是34．7GHz，带宽是2．8GHz，通带内插入损耗是3．5dB，回波损耗小于．14．8dB。2设计出了Ka波段

2、的基片集成波导Y型功率分配器。该结构中，采用了三个金属化调谐通孔改善了输入端的反射系数，避免在频率为35GHz的地方出现较大的回波损耗，制作出了实物并用矢量网络分析仪进行了测试。由实测结果可知，在Ka波段全频段，输入端的回波损耗小于一10dB：两输出端支路的插入损耗分别是2．4dB和3．39dB，波动幅度分别达到1．8dB和2．7dB，两输出端之间的隔离度大于5dB，相位差在．9。到13．50之间波动。3设计出了31GHz到39GHz十字型基片集成波导定向耦合器，该结构的定向耦合器尺寸小(21X21舳2)，工作频率高，并

3、且能够在较宽频段上拥有较好的性能，制作出了实物并用矢量网络分析仪进行了测试。由实测结果可知，输入端的回波损耗小于-12．5dB，直传系数在3．2dB到4．2dB之间波动，隔离度大于24．8dB，耦合度在3．6dB到8dB之间波动。输出端与耦合端之间的相位差在97o到1300之间波动。本文研究的工作涉及了基片集成波导滤波器，功率分配器，定向耦合器等无源器件的设计技术，并对其中一些部分做了理论分析和实验结果的研究，并总结了相关的经验，为基片集成波导无源器件的设计提供了一定的技术借鉴。关键词：基片集成波导，滤波器，功率分配器，

4、定向耦合器ABSTRACTSubstrateintegratedwaveguideisanovelguided—wavestructuredevelopedinrecentyears．Inthisthesis，themethodsofdesigningsubstrateintegratedwaveguidepassivecomponentsofmicrowaveandmillimeter-wavehavebeenanalyzed，withtheequivalenceofthepropagationcharacterist

5、icsbetweenthesubstrateintegratedwaveguideandtherectangularwaveguideandthemethodsofanalyzingtherectangularwaveguide．Themainresultsareasfollows：1．Ka-bandsubstrateintegratedwaveguidebandpassfilterhasbeendesigned．ThestructureoffilterisChebyshevshuntinductancecoupledw

6、aveguidefilter．Thefilterwhichhashi曲workingfrequencyisfabricatedandmeasured．Fromthemeasuredresults，Ka-bandfilterworksat34．7GHz，withbandwidthof2．8GHz，insert10SSof3．5dBandmaximalreturnlossof·14．4dBinthepassband．2．Ka-bandY-junctionsubstrateintegratedwaveguidepowerdiv

7、iderhasbeendesigned．Inthisstructure，threemetallicviashavebeenintroducedtoreducethereflectioncoefficientoftheinputportandtoavoidlargereflectionat35GHz．Thepowerdividerhasbeenfabricatedandmeasured．Fromthemeasuredresults，thepowerdividerisworkingfrom26GHzto40GHz，withm

8、aximalreturnlossof-10dB，insertlossoftwobranchesof2．4dBand3．39dB，rippleof1．8dBand2．7dB。Theisolationbetweentwooutputportsisbiggerthan5dB．Thedifferenceofthephaseb