紧凑型基片集成波导滤波器的研究-电路与系统专业论文.docxVIP

中文 中文摘要 重庆大 重庆大学硕士学位论文 I I PAGE PAGE VI 摘 要 现代通信技术的迅猛发展，对通信系统中的各种器件提出了越来越高的性能 要求，一方面，要求功能复杂、电性能指标高，另一方面，又要求小型化、便携 化、易于集成、低成本易制作。成本较低、性能优良、高成品率的微波技术对于 开发商业化的低成本微波宽带系统有着非常关键的作用。因此，迫切需要发展新 的微波器件技术。 基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide，简称 SIW)是一种近年内出现的 新型微波传输结构，可以广泛地应用于微波及毫米波电路中。基片集成波导是由 介质基片上下的金属板和两排等间距的金属过孔构成的。由于每排金属孔孔间距 远小于波长，因此由缝隙泄漏的能量很小，这相当于内部填充了介质的矩形波导， 所以能够用矩形普通波导实现的结构也都可以用 SIW 来实现，比如功分器、滤波 器、天线、耦合器、振荡器等。它综合了矩形波导和微带线的一系列优点：和传 统的矩形波导一样，SIW 具有较高的品质因数和很小的辐射损耗；而它又和微带 线一样具有体积小、重量轻、容易加工和集成等优点。 本文针对紧凑型基片集成波导滤波器技术展开了研究，主要工作如下： 首先，介绍了关于滤波器的基本性能参数，微带滤波器设计中常用的人工电 磁材料技术、以及一种微带滤波器的综合方法——耦合矩阵综合法；然后介绍了 矩形波导的场模式和传输特性，并将矩形波导和 SIW 器件做了等效分析，并介绍 了近来的 SIW 技术小型化技术；接着，以之前提到的理论为基础，以新兴的 HMSIW 技术和 QMSIW 技术为载体，结合互补谐振环(Complementary Split Ring Resonator, 简称 CSRR)技术、新颖的耦合结构等设计了两种滤波器。文章给出了这两种滤波 器详细的设计过程。通过与已经发表的一些紧凑型基片集成波导带通滤波器做比 较，本文设计的两种滤波器在尺寸结构的紧凑性、频率的选择性以及阻带的抑制 宽度方面要优越很多。 关键词：基片集成波导(SIW)，互补谐振环(CSRR) ，小型化，耦合结构，滤波器 英文摘 英文摘要 重庆大 重庆大学硕士学位论文 III III PAGE PAGE IV ABSTRACT With the rapid development of modern communication technology, the requirements of microwave devices become more stricter. Complex-functionality and high-performance are required; on the other hand, small-size, portability and low-cost are required, simultaneously. Low-cost, high-performance and high-yield microwave technologies are very important for developing economical and low-cost microwave broadband systems. Hence, it is necessary to develop new microwave devices techniques. Substrate Integrated Waveguide (short for SIW) is a new kind of microwave transmission structure which can be widely used in microwave circuits. SIW has both the advantage of rectangular waveguide which is a high Q-factor and low radiation loss, and microstrip which is small-size, light-weight, easy-machining and easy-integration. SIW is composed by two metal plates and two linear arrays of metalized vias which have the same center to center spacing. The center to center spacing of vias is so small that the radiation loss is reasonable to ign