【摘要】：基片集成波導(dǎo)(Substrate Integrated Waveguide,SIW)以其具有傳統(tǒng)矩形波導(dǎo)高品質(zhì)因素、高隔離度、高功率容量、低插入損耗和低輻射等優(yōu)點(diǎn),且同時(shí)具有傳統(tǒng)矩形波導(dǎo)沒有的如體積小、重量輕、易于加工、成本低、易于與其他平面微波結(jié)構(gòu)集成等特點(diǎn)而成為研究熱點(diǎn)。本文利用SIW技術(shù)制作濾波器,并用半模結(jié)構(gòu)和折疊結(jié)構(gòu)對其進(jìn)行小型化處理,使基片集成波導(dǎo)濾波器性能更好,適用范圍更廣。本文利用基片集成波導(dǎo)做了三款帶通濾波器:一種加載T型槽縫的平面折疊半模SIW帶通濾波器、半模消失模SIW帶通濾波器、平面折疊半模消失模SIW帶通濾波器。其中,加載T型槽縫的平面折疊半模SIW帶通濾波器工作頻帶為2.13GHz~3.15GHz,相對帶寬為38.6%。半模消失模SIW帶通濾波器工作頻帶為1.82GHz~3.72GHz,相對帶寬為68.6%。平面折疊半模消失模SIW帶通濾波器工作頻帶為1.95GHz~3.40GHz,相對帶寬為54.2%。這三款濾波器分別從橫向或者縱向尺寸上面對濾波器的尺寸實(shí)現(xiàn)了小型化。在濾波器指標(biāo)相近的條件下,加載T型槽縫的平面折疊半模SIW帶通濾波器比普通加載缺陷地SIW濾波器的縱向尺寸小38.2%,半模消失模帶通濾波器比普通消失模SIW濾波器的橫向尺寸小50%,平面折疊半模消失模SIW帶通濾波器比普通消失模SIW濾波器的縱向尺寸小37.6%。本文制作了實(shí)物,并對實(shí)物的S參數(shù)進(jìn)行了測試,測試結(jié)果與仿真結(jié)構(gòu)基本相符。本文還對加載I型槽縫的SIW帶通濾波器的等效電路模型進(jìn)行了分析,通過等效電路模型計(jì)算出的傳輸矩陣得到了濾波器單元的S參數(shù)曲線,將其和仿真所得到的S曲線進(jìn)行了對比。CST軟件仿真與等效電路模型計(jì)算得到的通頻帶的上下限頻率吻合較好,證明了等效電路的正確。從而建立起分析該型濾波器的方法,并能以此理論指導(dǎo)后續(xù)相關(guān)加載缺陷地結(jié)構(gòu)的SIW濾波器的設(shè)計(jì)。
【圖文】：

來模擬介質(zhì)填充矩形波導(dǎo)[11]。這種結(jié)構(gòu)能夠把電磁波的傳播限制在一定范圍內(nèi)，從而讓其向前傳輸。文獻(xiàn)[12-13]的研究表明，在基片集成波導(dǎo)的金屬過孔之間調(diào)整到合適的距離時(shí)，，金屬過孔之間的縫隙就不會(huì)泄露電磁場的能量。這就表明了 SIW 具有和金屬波導(dǎo)相似的傳輸特性。文獻(xiàn)[14-15]對基片集成波導(dǎo)和平面?zhèn)鬏斁�之間的轉(zhuǎn)換以及激勵(lì)方式進(jìn)行了相關(guān)的研究。這些基礎(chǔ)研究對以后運(yùn)用基片集成波導(dǎo)技術(shù)制作各種元器件提供了理論依據(jù)。因此，SIW 技術(shù)以及前人所作的一些理論研究的基礎(chǔ)上，人們利用 SIW 技術(shù)制作了許多元器件。其中最開始用 SIW 制作的元器件是帶通濾波器，各種各樣大量的 SIW 濾波器被人們研發(fā)出來。K. A. Zaki 成功運(yùn)用低溫共燒陶瓷來制作類似矩形波導(dǎo)的濾波器，并且在此基礎(chǔ)上還研究了多種加脊的 SIW 濾波器，他的這些工作對于基片集成波導(dǎo)濾波器的發(fā)展和研究起了開創(chuàng)性的作用[16]。隨后，加拿大的吳柯教授所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)針對基于基片集成波導(dǎo)技術(shù)的無源器件做了相關(guān)的研究，研發(fā)出了運(yùn)用交叉耦合實(shí)現(xiàn)的各種單、多層的基片集成波導(dǎo)濾波器[17]，基于基片集成波導(dǎo)技術(shù)的單、雙�；刹▽�(dǎo)雙工器[18]。來自日本的教授 Itoh 等人在基片集成波導(dǎo)元器件的小型化方面做了相關(guān)的研究[19]。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文計(jì)的半模基片集成波導(dǎo)濾波器模型和 S 參數(shù)的仿真結(jié)果圖見圖 1-2。該設(shè)計(jì)很好地證明了加載缺陷地的半模 SIW 帶通濾波器理論的正確性以及其良好的濾波特性。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN713

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 李丹;童創(chuàng)明;彭鵬;余定旺;鄒雄;;基于EBG結(jié)構(gòu)的基片集成波導(dǎo)超寬帶帶通濾波器[J];工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào);2013年01期

2 李丹;童創(chuàng)明;彭鵬;余定旺;;新型S形EBG結(jié)構(gòu)的超寬帶基片集成波導(dǎo)帶通濾波器[J];空軍工程大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年03期

3 陶

本文編號(hào)：2536629