基片集成波导微波毫米波无源器件的研究.pdf

电子科技大学
硕士学位论文
基片集成波导微波毫米波无源器件研究
姓名:赵毅
申请学位级别:硕士
专业:电磁场与微波技术
指导教师:王玲
20090501
摘要基片集成波导技术是近几年提出的一种新型导波结构。本文利用矩形波导与基片集成波导在传播特性上的相似性,采用了矩形波导无源器件的设计方法,对基片集成波导无源器件的设计方法进行了基础性的研究,主要得到了如下结果:设计出了波段基片集成波导带通滤波器。该滤波器采用的是切比雪夫并联电感耦合波导滤波器结构,中心频率高,制作出了实物并用矢量网络分析仪进行了测试。由实测结果可知,波段基片集成波导滤波器的中心频率是.,带宽是ù∮冢。杓瞥隽薑ǘ蔚幕刹ǖ糦型功率分配器。该结构中,采用了三个金属化调谐通孔改善了输入端的反射系数,避免在频率为牡胤匠鱿纸大的回波损耗,制作出了实物并用矢量网络分析仪进行了测试。由实测结果可知,在波段全频段,输入端的回波损耗小于一:两输出端支路的插入损耗分别是和ǘ确直鸫锏..绞涑龆酥涞母衾攵却笥杓瞥隽到中突刹ǖ级ㄏ蝰詈掀鳎媒峁沟亩ㄏ耦合器尺寸小ぷ髌德矢撸⑶夷芄辉诮峡砥刀紊嫌涤薪虾玫男能,制作出了实物并用矢量网络分析仪进行了测试。由实测结果可知,输入端的回波损耗小于,直传系数在到之间波动,。本文研究的工作涉及了基片集成波导滤波器,功率分配器,定向耦合器等无源器件的设计技术,并对其中一些部分做了理论分析和实验结果的研究,并总结了相关的经验,为基片集成波导无源器件的设计提供了一定的技术借鉴。关键词:基片集成波导,滤波器,功率分配器,定向耦合器辔徊钤冢。。摘要
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签名:二邀站醐:炙醐:粞比签名:粗锲独创性声明关于论文使用授权的说明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。C艿难宦畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文导师签名:
第一章绪论基片集成波导技术研究背景基片集成波导技术研究现状规则金属波导【渴侵父髦纸孛嫘巫吹奈尴蕹け手钡目招慕鹗艄埽浣孛嫘巫春尺寸、管壁的结构材料及管内介质填充情况沿其管轴方向均不改变。它将被引导的电磁波完全限制在金属管内沿其轴向传播。矩形波导【渴墙孛嫘巫次>匦蔚慕鹗波导管。普通规则金属波导具有传输损耗小、功率容量大等优点,但不易与其它微波、毫米波无源与有源电路集成,而且制作难度和成本都比较高。被广泛应用于高集成度微波、毫米波电路的设计的微带线,但由于其传输损耗大、辐射引起的交扰强等因素,限制了电路的性能。此外,由于品质因数低,采用微带电路设计制作的谐振器、滤波器、双工器等微波、毫米波器件【浚湫阅芪薹ㄓ氩ǖ计骷男阅相比。于是,在要求比较高的现代移动通信系统的基站等设备中,仍然采用金属年,甎康热颂岢隽艘恢滞ü鹗艋ǹ渍罅行纬山鹗舨ǖ急冢用两排金属通孔和上下导体平面近似出一个由介质填充的矩形金属波导,从而把波限制在一定的范围内向前传输,其制作工艺类似于微带类平面集成传输线,但传输模式与金属波导几乎相同,因而兼具了金属波导传输损耗小、蹈叩扔诺和微带类传输线的平面集成特性。此外,由于基片集成波导是一种类似于普通金属波导的准封闭平面导波结构,它除了具有类似于微带类传输线的平面集成特性外,几乎严格消除了由辐射和基片中的导波模引起的电路中不同部分的相互干扰。基片集成波导【就是将波导集成在介质基片中,或在介质基片中形成类波导结腔体滤波器。构。基片集成波导的基本结构如图所示:第一章绪论
由图可知,两排金属化通孔的中距为鹗艋ǹ椎闹本逗图渚喾直鹞蚉,介质基片的厚度和介电常数分别为汀辏绱挪ㄔ诮橹驶纳舷陆鹗面和两排会属化通孔所围成的矩形区域内以类似于介质填充矩形波导中的场模式传输。基片集成波导的导波特性可采用有限差分法、直线法等确定。类似于普通矩形波导,基片集成波导的截止频率主要由两排金属化通孔的间距范ǎ疾能量的泄露由金属化通孔之间的缝隙确定,这种能量泄露会增大传输衰减。容易发现,似乎金属化通之旧姆煜对叫≡,但这时会