SIW国内外研究现状
时间:2017-05-17 22:32 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 加拿大的 Poly Grames Research Center 是 SIW 技术的发源地，他们取得了很多成就。基片集成波导（SIW）是一种立体的周期性结构，它能够利用PCB、LTCC等集成工艺获得，通过金属通孔限制向外辐射的电磁波，从而代替传统矩形金属波导或者非辐射介质波导（NRD）的集成类波导结构。1998年，J Hirokawa [3]和Uchimura[4]分别提出了一种通过金属化通孔阵列形成的结构，可以和金属波导壁起相似的作用。用两排金属通孔以及上下导体表面就可以模拟一个介质填充的矩形金属波导，从而把波限制在一定范围内向前传输。其中，金属通孔直径和波长的比值、金属通孔直径和通孔间距的比值都会影响基片集成波导的插入损耗[5][6]。8794 基片集成波导SIW与矩形波导一样具有良好的传播特性，并且该结构易于集成，大大减小了原有微波毫米波波导器件以及建立在波导基础上的其他微波无源器件的重量、尺寸和价格；并且增强了制造过程的可重复性和可靠性。因而在微波电路、毫米波无源器件、射频系统及滤波器上均有广泛的应用[7-10]。 近年来，Deslandes 进一步研究了基片集成波导与其他平面微波电路的连接[11][12]，Wu[13]等利用空气过孔形成了另一类基片集成非辐射介质波导。而且基片集成矩形波导也可用于设计毫米波电路如滤波器、谐振器、天线等[14]。同时，它也可以通过简单的过渡与微带或共面电路相连。SIW与其他类型的合成波导可以概括称为“基片集成电路（SICs）”，这一新的概念可以在同一基板上集成平面和非平面结构。 （1）滤波器 利用基片集成波导可以构成多种滤波器，相较于微带线构成的滤波器，由于基片集成波导都具有更高的Q 值，所以在这个平台上所形成的滤波器都具有更陡峭的带外抑制特性[5][15]-[17]。 （2）功分器 功率分配器作为一种重要的微波无源器件被广泛地应用于现代微波毫米波电路系统中，尤其是在阵列天线的设计中。近年来，伴随着基片集成波导技术的发展[18]-[20]，采用此技术所设计的器件以及相关研究成果得到了大量的报道，其中功率分配器也得到了很充分的研究与应用。 （3）定向耦合器 定向耦合器作为一种重要的无源器件被广泛地应用于现代微波毫米波通信系统，在天线阵列馈电网络中，定向耦合器是一个主要部件。在共面集成电路设计中，通常会采用波导窄边耦合结构实现定向耦合器在平面电路中的集成。波导窄边缝隙耦合定向耦合器是一种比较成熟的电桥结构，Pandharipande 详细描述了窄边波导缝隙耦合器的等效电路[21]。与此同时，采用基片集成波导技术设计的窄边缝隙定向耦合器已经被成功运用到毫米波系统的设计中了[22][23]。结果证明利用基片集成波导设计的定向耦合器不但结构紧凑、可靠性高，而且还具有成本低、与平面电路易于集成、易于加工等优点。 （4）天线 基片集成波导缝隙阵天线是一种新型的微波毫米波集成元件，它可以弥补传统的矩形金属波导缝隙阵天线所固有的缺陷。金属波导体积大、质量重、材料成本高、加工费用昂贵，而且在加工完成后还需要一个调试过程用来修正误差，很难批量生产，这些缺陷使此类天线造价极为昂贵。因此基片集成波导缝隙阵天线作为传统矩形金属波导缝隙阵天线的替代者，有重要的实际价值和广阔的应用前景。 (责任编辑：qin) |