基片集成波导边上的过孔导致横电波类TE10模为主模、横磁波（TM）不存在，只能传输 模。其中能够采用PCB工艺、LTCC工艺或者薄膜工艺来制作两排金属化通孔，上下金属边界和两排金属孔形成的矩形腔内限制了电磁波在其中传输。金属化通孔之间的间距越小，能量泄露的就越少。因为SIW的两个窄边不是理想电壁，当波导中间有信号传输的时候，其表面将会产生表面电流，而两排金属化通孔之间由于存在细缝，如果该细隙切断了表面电流，就会发生辐射，产生能量泄露。实际中，低温共烧陶瓷(LTCC)工艺、印刷电路板(PCB)工艺等，都严格要求了金属化通孔的最小孔径和间距。

  基片集成波导的传输特性类相近于矩形波导，图2所示为通过HFSS仿真软件得到的一种基片集成波导（ =2.2，a=16mm，h=0.5mm，d=0.5mm，p=1.0mm），它的场结构和矩形波导是一致的，其场结构如图1.1所示。基片集成波导可以转换成等效矩形波导，前人推导出了等效矩形波导宽度 与基片集成波导的宽度a存在一定的等效关系，如下： ，图1.1、1.2为用HFSS仿真的基片集成波导。

图1.1基片集成波导

图1.2 基片集成波导E-field 

1．2  矩形波导的基本原理

  矩形波导的简称是矩波导，是截面形状为长方形的矩形金属管。矩形波导就是在一定的条件下将同轴线的内导线抽走，矩形空间由外导体所包围的也能传输电磁能量。矩波导是一种常用的规则金属波导，具有加工方便、双极化特性和损耗小的特性，广泛用作于各种波长计、谐振腔。论文网

  矩形波导有TM模和TE模这两种传输模式。常用的有三种模式，分别为TE11模（主模）、低损耗的TE01模、矩对称TM01模。在不同工作模式下，矩形波导的传输特性、截止波长以及场分布各不相同，同时，各种工作模式的作用也是不相同的。电磁波在波导中的传输状态由导模的场来描述，场的强弱也可以用电力线的疏密来表示。

  矩形波导中传输模，所谓模式是指能够单独在波导中存在的电磁场结构, 按其有无场的纵向分量 和  , 可以分为三类:

（1） =0且 =0的传输模称为横电磁模,记作TEM 波。这种模只能够存在于双导体或者多导体的传输系统中。

对于TEM 波,  ， 。相速度 ,与频率无关, 是无色散波型。

(2)  =0而  0 的传输模称为磁模或横电模,记为H 模或TE模；   0 而 =0的传输模称为电模或横磁模,记为E模或TM模。

(3)    0且  0的传输模称为混合模,分为HE模和EH模，又称表面波。

   本文同样设计了两种不同工作频率的矩形波导，并在HFSS仿真软件上进行了仿真和设计。

1．3  HFSS仿真软件的基本原理

  美国Ansoft公司的HFSS软件，是在基于20世纪60年代出线的微波分析的数值方法的第一个微波技术的电子设计自动化（EDA）软件，现在HFSS已成为微波工程师进行天线、电磁兼容和微波电路等设计的最基本的工具。HFSS是基于FEM（电磁场有限元方法）的三维电磁仿真软件，其可以用来分析微波工程等问题。

  总之，HFSS软件将计算N端口网络的S矩阵和所要求解的微波问题等效起来，其步骤如下：

  (1)自适应网格剖分（把结构划分为有限元网格）

  (2)计算在每一个激励端口处与端口具有相同横截面的传输线支持的模式

  (3)计算结构内的全部电磁场的模式通过假设每次激励一个模式