毫米波无源波导器件的3-D打印技术研究及特性分析

摘要

随着射频技术的不断发展，电子元器件的小型化和轻型化成为一种趋势，这对器件的加工工艺提出了更高要求。传统的机械加工技术不仅非常耗费时间和精力，而且只能用于加工形状相对规则且不太复杂的器件，对于很多精细复杂的模具存在难以加工的问题。很多射频器件由于特殊功能的要求，往往具有复杂和细小的结构。而且一些形状比较特殊的3-D结构（如球面结构）很难采用机加工的方式制作出来。此外，传统的全金属波导器件重量较大，冗余材料较多，不利于实现无线电通信系统的轻型化和小型化。近年来，3-D打印技术作为一种新型的加工工艺受到全世界的广泛关注。3-D打印制造工艺加工精度可以达到亚微米量级，比传统的机械加工工艺有着更高的尺寸精度。3-D打印技术不仅能够加工具有非常小的特征尺寸的结构，还能轻易打印出具有复杂几何形状的物体。因此可以被广泛地应用于毫米波无源波导器件的制作。这项技术的兴起与发展为轻型化、小型化的毫米波无源波导器件又提供了一种快速一体化而且低成本的新型加工方式。 本文以毫米波无源波导器件的 3-D 打印技术研究及特性分析为研究课题，重点研究设计了T型功分器、准平面波导魔T和五端口功分器，并进行了3-D打印加工与测试分析。 本文的主要研究内容分为五个章节。第一章主要介绍了毫米波无源波导器件的 3-D 打印技术研究背景与意义，以及国内外发展动态。第二章详细介绍了三端口网络、四端口网络的基本理论，以及波导功分器、魔T的工作原理与相关特性。第三章介绍了 3-D 打印技术的基本原理与模式分类，以及在毫米波无源波导器件的应用。并简单讨论对比了几种用于制作毫米波器件的 3-D 打印工艺以及相应的加工模式。还分析了目前用 3-D 打印工艺制作毫米波器件所存在的一些困难和局限性。第四章介绍了W波段T型功分器、Ka波段准平面波导魔T和五端口功分器的设计过程，同时进行打印成品的展示，并进行了测试与结果的分析。第五章进行了全文总结，对设计和测试中存在的问题进行了分析，并对未来的研究工作进行展望。

目录

项晓珍-硕士论文最终版

20180618201748258

项晓珍-硕士论文最终版

第一章 绪 论

1.1研究背景与意义

1.2 3-D打印毫米波器件的国内外研究历史与现状

1.3 本论文的结构安排

第二章 毫米波无源波导器件的基本理论

2.1 功分器的主要技术指标

2.2 三端口微波网络特性

2.3 四端口微波网络特性

2.4 T形接头

2.5 双T接头和波导魔T

2.6 本章小结

第三章3-D打印技术和3-D打印毫米波器件

3.1 3-D打印技术的基本原理

3. 2 3-D打印技术的模式分类

3.3 3-D打印技术在毫米波器件研究中的应用

3.4毫米波器件的表面金属化工艺

3.5 本章小结

第四章 毫米波无源波导器件的研究

4.2 Ka波段5端口功分器的研究

4.3 Ka波段准平面波导魔T的研究

4.4 3-D打印毫米波无源波导器件的特性分析

4.5本章小结

第五章 全文总结与展望

致 谢

参考文献