毫米波基片集成波导功率分配/合成器设计与实现

摘要

自上个世纪开始，许多国家的学者就对微波毫米波功率合成技术开展了一系列的研究。但是随着工作频率的不断增加，固态器件的尺寸以及容量不断的减小，再加上毫米波高频段的测试分析仪器通常都是采用矩形波导作为标准接口。使得探索毫米波高频段的功率分配/合成技术，以及矩形波导过渡结构变得很有必要。基片集成波导作为一种平面电路结构，因具有与矩形波导相似的电磁场特性，从20世纪初该技术被提出来后，就引起了学者的广泛关注。
　　在本文中，对基片集成波导与矩形波导的相似特性进行了理论分析，并且系统的研究了基片集成波导结构对于其性能的影响。同时我们在分析了它与波导的等效关系后，将基片集成波导运用到功率合成技术中，提出了一种基于基片集成波导的纵向开槽功率分配/合成方案，该结构具有良好的幅相特性。
　　同时本文结合实际器件测试条件，设计了一种矩形波导-基片集成波导的过渡结构。本文将对极鳍线结构用于毫米波基片集成波导-矩形波导的过渡设计中，该结构在86.4-106.1GHz频段内，其回波损耗均小于-15dB，插入损耗低于-2dB，它具有良好的测试性能。
　　最后将对极鳍线过渡结构结合到基于基片集成波导纵向开槽功率分配/合成方案中，该四路功率分配/合成器背靠背结构在92.8-93.8GHz频段内，回波损耗低于-10dB，插入损耗在-3.9dB左右，测试结果基本符合设计要求。这也为基片集成波导在毫米波空间功率合成技术的运用奠定了良好的基础。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1引言

1.2国内外研究进展

1.3论文的研究意义以及主要内容

第二章 基于波导的理论研究与验证

2.1矩形波导的相关理论

2.2基片集成波导的结构特性与理论模型分析

2.3基片集成波导结构选择与验证

2.4本章小结

第三章 开槽型基片集成波导功率分配/合成器研究

3.1引言

3.2传统开槽波导的结构分析

3.3基于基片集成波导的纵向开槽功率分配/合成器研究

3.4基于基片集成波导的纵向开槽背靠背结构分析

3.5本章小结

第四章 基于基片集成波导的过渡结构研究

4.1引言

4.2基片集成波导-矩形波导对极鳍线型过渡模型分析

4.3基于基片集成波导对极鳍线型过渡结构设计

4.4本章小结

第五章 基于基片集成波导毫米波器件的实现与测试

5.1基于SIW的对极鳍线型过渡结构加工与测试

5.2基于SIW的纵向开槽四路功率分配/合成器加工与测试

5.3本章小结

第六章 总结与展望

6.1本论文研究总结

6.2前景展望

致谢

参考文献