1．1 平面电路的单基板集成技术

对于低成本，大批量地生产毫米波电路和系统，平面集成技术一直被认为是一项可靠的选择。与此同时出现了一个新的概念，一个平面电路可以和波导滤波器以金属化通孔阵列的方式完全集成。合成后的集成波导的分析及其设计标准都是由当中金属孔洞的间距和直径决定的。该合成技术使用了电感柱技术并从中产生了滤波器设计方法。例如将平面和非平面电路集成在基片上，可以显著地减小尺寸，减轻重量，降低成本，并大大地提高制造的可重复性和可靠性[4]。

1．2 基片集成电路

基片集成电路（SICS）的概念主要来源于从基板上集成的非辐射介质波导（SINRD）及基片集成波导（SIW）的发展。基片集成使用的术语是为了突出几个不同的结构可以在基片集成中以一致的方式构造。需要注意的是基片集成波导，也被称侧壁或层压的波导，并不是一个新的概念，只是其作者首次在申请专利时以一个完整系统的概念提出来。SIC的基本原则是以“平面电路”的形式设计或合成常规的非平面结构，从而平面和“非平面”结构可以以较低的成本通过现有加工或制造技术加载到单个基板上。当然，低成本毫米波电路和系统也可以以一个三维（3-D）的方式在平面和非平面结构的多层平台上完全集成[11]。“非平面”和“平面”集成结构可分别被视为“音量字段电路”和“表面场电路”[1]。

图1运用金属和介电波导合成的平面形式，包括基片集成波导，基板上集成的非辐射介质波导（SINRD）和基片集成镜像波导（SIIG）介绍了一些典型的SIC。其他形式的结构也是可能的，如基片集成的同轴线路。

图1基片集成波导，基板上集成的非辐射介质波导（SINRD）和基片集成镜像波导（SIIG）

1．3 基片集成技术发展现状

通过运用包括无源和有源元件和天线在内的等一系列的低成本制造技术，一个关于微波和毫米波基片集成电路的很大的数字已经被证实。已经发现，由于其周期性结构的性质，合成波导在属性上有所改变，如带隙现象和结构上部分模式的存在。虽然人们已经发展了简单的设计规则，他们都直接适用于合成波导的建设，但是当下仍然需要一些先进的模拟和分析工具。

为了设计出成功的基片集成电路，在平面和非平面结构之间宽带与低损失的过渡是至关重要的。科研人员已经提出了微带以及以共面波导（CPW）为基础的高品质转变，并且二者已经被证实可以使用于单层的应用程序。在实际应用中，多层计划可能在一些如低温共烧陶瓷（LTCC）这样的加工技术中会运用到。图2介绍了两种平面线和SIW结构之间的基本转换。一般情况下，因为同一基板上的微带线和基片集成波导之间的电场分布匹配是明了的，所以微带转换具有低损耗和宽带性能。然而，CPW过渡的设计是非常复杂的。在高密度的基片集成电路以及多层电路中，CPW转换可能会变得更加有用，因为他们可以提供基板双方的最大使用[3]。此外，CPW电路对基板的厚度不太敏感，所以在用更厚的基板（其上已经设计了共面波导的电路）设计损耗更低的基片集成波导组件时更有利。

到目前为止，研究成果仍局限于一些基础的范畴，其局限的原因来自于单一的有源或无源基片集成电路和集成块，如滤波器，耦合器，功分器，双工器天线单元，混频器，振荡器，和其他的因素。图3显示了两个典型的基于SIW实现的例子，其中主块是运用SIW设计而输入和输出都是用平面微带传输线路实现的。由此可以看出，SIW计划允许使用低成本开槽波导天线阵列的简单设计。事实上，SIW也使得设计一个独特的漏波天线成为可能，就如同图4中显示的那样。对比于图3所示的开槽波导天线的表面辐射，这种漏波天线允许边缘辐射。 HFSS集成波导-微带过渡渐变结研究(2):http://www.youerw.com/tongxin/lunwen_65447.html