基于基片集成波导结构的小型化无源微波器件研究

摘要

基片集成波导是一种近十年来新提出的传输线结构，通过在低损耗的介质基片上进行双面覆盖金属，并在基片上引入两列周期性排列的金属化通孔来实现，整个基片集成波导在结构上类似于介质填充的金属波导，其电磁传播特性也相似。基片集成波导可以使用PCB、LTCC等工艺进行加工，其平面结构的特点使得易于和其它的平面电路如微带线、带状线、共面波导等相集成，在具有低插损、高Q值、高功率容量、低辐射等优点的同时，还具有小型化、低成本、便于量产的特点，适应了当前微波技术的发展趋势，具有广阔的发展前景。本文围绕基于基片集成波导的小型化无源微波器件展开了研究，具体的研究工作和成果概括如下：
　　1、基片集成波导的基本结构研究。包括基片集成波导的传播特性、金属化通孔的设计以及介质基片的选择，同时还对于基片集成波导与其他平面传输线转换器进行了介绍，包括基片集成波导与微带线、共面波导的转换器，以及耦合形式的转换器。
　　2、LTCC交指型带通滤波器研究。首先研究了滤波器设计的基本理论以及耦合谐振器电路，在此基础上，基于LTCC工艺设计了一款工作于10GHz的垂直交指型带通滤波器，以及一款工作于10GHz的源和负载耦合的垂直交指带通滤波器，引入源和负载耦合后，滤波器在有限的频带内产生了传输零点，过渡带更加陡峭。
　　3、基片集成波导三维LEGO结构研究。对LEGO结构的基本单元E面弯角进行了深入的研究，综合考虑等效电路及影响其传输性能的几个因素，设计了一款基于LEGO结构的用于微波无线连接（工作于10.7~11.7GHz）的基片集成波导魔T，并采用人工蜂群算法对其进行优化，仿真结果与实测结果取得了基本一致的效果。
　　4、非完整模基片集成波导谐振器研究。首先研究了四分之一模基片集成波导谐振器不同谐振频率下的谐振模式，同时还研究了八分之一模谐振器的主模，基于耦合谐振器电路设计了一款工作于10GHz的四分之一模基片集成波导三模带通滤波器，一款工作于5.8GHz的四分之一模的直接耦合带通滤波器以及一款工作于10GHz的四分之一模与八分之一模相互耦合的带通滤波器，仿真结果与实测结果取得了良好的一致性。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

插图索引

表格索引

符号对照表

缩略语对照表

目录

第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3本文的研究内容及作者的主要工作

第二章 基片集成波导的设计基础

2.1引言

2.2基片集成波导的基本结构

2.3基片集成波导的分析与综合的方法

2.4基片集成波导与平面传输线转换器的研究

2.5小结

第三章 LTCC垂直交指型带通滤波器设计

3.1引言

3.2滤波器的基本理论

3.3耦合谐振器电路

3.4 LTCC垂直交指型带通滤波器的设计

3.5小结

第四章 基片集成波导LEGO结构魔T设计

4.1引言

4.2基片集成波导直角E面弯角

4.3基片集成波导魔T的设计

4.4小结

第五章 非完整模基片集成波导滤波器设计

5.1引言

5.2半模基片集成波导与四分之一模基片集成波导

5.3四分之一模基片集成波导三模滤波器设计

5.4四分之一模基片集成波导耦合滤波器设计

5.5四分之一模与八分之一模基片集成波导耦合滤波器设计

5.6小结

第六章 总结与展望

6.1研究内容总结

6.2研究内容展望

参考文献

致谢

作者简介