基于基片集成波导的几种微波无源器件设计与分析

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1、硕士学位论文基于基片集成波导的几种微波无源器件设计与分析DESIGNANDANALYSISOFSEVERALMICROWAVEPASSIVECOMPONENTSBASEDONSUBSTRATEINTEGRATEDWAVEGUIDE赵志华哈尔滨工业大学2016年6月国内图书分类号：TN454学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文基于基片集成波导的几种微波无源器件设计与分析硕士研究生：赵志华导师：林澍副研究员申请学位：工学硕士学科：电磁场与微波技术所在单位：电子与信息工程

2、学院答辩日期：2016年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TN454U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringDESIGNANDANALYSISOFSEVERALMICROWAVEPASSIVECOMPONENTSBASEDONSUBSTRATEINTEGRATEDWAVEGUIDECandidate：ZhaoZhihuaSupervisor：AssociateProf.LinShuAcademicDegr

3、eeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectromagneticFieldandMicrowaveTechnologyAffiliation：SchoolofElectronicsandInformationEngineeringDateofDefence：June,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要基片集成波导是一种新型的波导型

4、传输线，具有与传统介质填充波导相似的导波结构，理论研究证明，二者也有相似的传输特性。因此，基片集成波导具有传统矩形波导插入损耗低、功率容量大、辐射小等优点，同时兼具微带线低剖面、尺寸小、易于加工、易于与其他平面结构集成等优点。本文设计了4种基于基片集成波导结构的微波无源器件：（1）设计了一种基于立体折叠半模SIW的消失模滤波器，工作频带为2.04-3.28GHz，相对带宽达到46.61%，带外抑制优于25dB；（2）设计了一种基于SIW的全模功率分配器，在9.4-11GHz的频率范围内能实现四个输出端

5、口的功率分配，在此基础上，设计了半模SIW两路功率分配器，并将其应用到原全模结构的四路功分器当中，所实现的半模基片集成波导四路功率分配器在7.79-9.86GHz的频率范围内能实现四个输出端口的功率分配；（3）设计了一种基于基片集成波导的移相器，讨论了波导中加载圆柱形电感销钉的等效电路，设计了一种加载4对电感销钉的微波移相器，在9.32-9.68GHz（相对带宽为3.79%）的频率范围内能够实现90°±5°的相位偏移；（4）设计了一种基于基片集成波导的多孔定向耦合器，在5.52-6.58GHz的频率范

6、围内能够实现耦合端口的耦合，在此基础上设计了一种基于半模基片集成波导的定向耦合器，在5.03-8.51GHz的频率范围内能够实现-6dB的耦合端口耦合，与全模结构相比较，横向尺寸缩减51.9%，纵向尺寸缩减了48.7%。上述所有微波无源器件模型，均在CSTMicrowaveStudio®电磁仿真软件中建立了相应的模型，并进行了优化工作和实物的加工，对实物使用安捷伦N5227A型矢量网络分析仪进行了测试，测试结果表明，实验结果与仿真结果吻合较好，证明了设计思路的正确性。所设计的无源器件均已实现了低剖面及

7、轻量化，可以用于相应频段的通信与电子系统中。关键词：基片集成波导；消失模滤波器；功率分配器；定向耦合器；移相器-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractSubstrateIntegratedWaveguide(SIW)isanewkindoftransmissionlineinwaveguidetype,whichcanformsimilarguidedwavestructurewithtraditionaldielectricfilledwaveguide.Thepresenttheory

8、hasprovedthatthetransmissioncharacteristicsarealsosimilar.Therefore,SIWpossessestheadvantagesoftraditionalwaveguidesuchaslowinsertionloss,highpowercapacity,lowradiation.Meanwhile,itpossessesadvantagesofmicrostripsuchaslowprofile,