小型高Q值介质填充谐振腔微扰法测量微波复介电常数研究

摘要

本文实现了基片集成波导谐振腔的设计、微带馈电结构的设计和利用基片集成波导谐振腔结构测量介质样品的高介电常数。具体工作如下：
　　⑴基片集成波导谐振腔的本征结构的研究。利用HFSS电磁仿真软件对基片集成波导谐振腔的本征结构进行仿真，并记录和观察其谐振频率和品质因数。
　　⑵在HFSS电磁仿真软件中进行参数优化，实现了50Ω微带线对基片集成波导谐振腔的单口耦合馈电，馈电结构有四种，分别是一级微带馈电、二级微带馈电、三级阶梯型微带馈电和渐变式微带馈电，根据反射系数的值和加工的便易度选择了三级阶梯型微带馈电结构为介质的测量做准备。
　　⑶利用微扰理论和基片集成波导的等效原理，推导加入微扰后的基片集成波导谐振腔的谐振频率和品质因数与微扰材料的介电常数之间的关系。
　　⑷利用仿真软件在单口馈电的基片集成波导谐振腔中插入不同介电常数的微扰材料，计算微扰后的谐振腔的谐振频率和品质因数，反推介质样品的介电常数。
　　综上所述，本文完成了基片集成波导谐振腔的单口微带馈电结构，推导了基片集成波导谐振腔的微扰理论，并在此种腔体构中插入不同介电常数的微扰材料，计算相应的谐振频率和品质因数，根据推导出的关系式反推微扰材料的介电常数。

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第一章 绪论

1.1材料的介电常数

1.2腔微扰法的研究背景

1.3基片集成波导的研究背景和意义

1.4基片集成波导的现状

1.5本文概要

第二章 谐振腔的微扰法

2.1材料微扰原理

2.2谐振腔的微扰公式

2.3谐振腔的品质因数

2.4本章小结

第三章 基片集成波导谐振腔的基本原理

3.1矩形波导的基本原理

3.2矩形谐振器的原理

3.3基片集成波导谐振腔的原理

3.4本章小节

第四章 基片集成波导谐振腔的阻抗匹配

4.1阻抗变换的原理

4.2基片集成波导谐振腔阻抗变换的实现

4.3本章小结

第五章 测量基片集成波导谐振腔中样品的介电常数

5.1模型仿真结果

5.2介质样品的介电常数的计算

5.3本章小结

第六章 总结与展望

6.1全文总结

6.2前景展望

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文

致谢