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博政第二次作业：有关基片集成波导(SIW)的调研

有关基片集成波导(SIW)的调研

朱志臻SA080060106系

一．基片集成波导简介及其发展脉络

基片集成波导(SubstrateIntegratedWaveguide，简称SIW)是最近几年新出现

的一种新型微波传输结构，它可以较为广泛地应用于各种微波毫米波电路中。

基片集成波导（SIW）具有很多优点：首先，和传统的矩形波导一样，集成

波导具有较高的品质因数和很小的辐射损耗；其次，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。总之，SIW综合了矩形波导和微带线

的一系列优点。

SIW的基本概念首先由吴柯教授提出。它是在多层微波集成电路中，如：

低温共烧陶瓷或多层印刷电路板，通过打周期性的金属过孔从而构造的类波导

结构。它的整个结构相当于内部填充了介质的矩形金属波导，所以能够用矩形

普通波导实现的结构也都可以用基片集成波导来实现。其示意图如下所示：图

1.SIW结构示意图

随后，根据SIW的特性很多人将一些电磁场数值计算方法用于求解SIW的

相关参数，比如：时域有限差分法（FDTD）、频域有限差分法（FDFD），都收

到了很不错的效果，从而逐渐将SIW的整个结构特性都分析的比较清楚了。

之后，人们又开始尝试将SIW应用于各个方面和各种情况，比如天线、滤

波器、功分器、定向耦合器、双工器等。关于这些内容的文章有很多，工作也

做了很多很多。

到现在，人们尝试考虑基于SIW来研究新型的波导结构，进而实现不同的

性能，达到不同的目标，比如：实现超宽带（UWB）滤波器、特殊频段的器件

等。这一内容正处于新兴阶段，正在不断地发展。

二．该领域最重要的文献名称、作者、出处

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该领域最重要的文章为：

“Lowcostmicrowaveoscillatorusingsubstrateintegratedwaveguidecavity”

作者：Y.Cassivi，吴柯

出处：IEEEMICROWAVEANDWIRELESSCOMPONENTSLETTERS,VOL.13,NO.2,

FEBRUARY2003

朱志臻SA080060106系第1页共2页博政第二次作业：有关基片集成波导

(SIW)的调研

三．该领域后续可能的创新突破口或研究新起点

通过我所参加的几次会议，以我的观点来看：新型结构中，半模SIW还是

很有发展前途的。首先，在实现中，它的性能与原有的SIW基本上差不多；其

次，它的尺寸较原来的SIW减小了一半；此外，它还具有一些自己的比较诱人

的特性，在滤波器设计中有不错的体现。

将各种各样形式的波导打孔做成特殊形状的SIW或半模SIW的形式，都可

能会产生一些意想不到的性质。在这方面暂时还没有什么研究进展，也并没有

什么新结构的提出，所以还是比较有研究价值和发展前途的。

另外还有一点就是由于金属过孔可以导走电流和能量，所以考虑在多层的

情况，以及非全通孔的时候会不会产生令人意想不到的好的结果和性能，或是

有什么新的特性产生出来。关于这一想法没有任何人提出过，在实现和仿真上

都有一点困难，可能需要从最底层的部分开始算起，应用最基本的电磁场数值

计算方法来完成仿真。

四．从主客观条件两方面分析即将进行的选题的可行性

我即将进行的选题是有关SIW新结构的研究和探索。

首先，从主观上来分析一下。相关的理论知识我已经基本掌握，SIW的特

性和结构特点也已经有了较为深入的了解，缺点、不足及其原因也有了一定的

认识。此外，参加过的几次学术会议对我眼界的开拓也很有帮助，听了很多名

师大家的报告，尤其是吴柯教授的报告，感觉很有启发，对后面的研究工作还

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是比较有信心的。并且由于有较为坚实的理论基础，我对于SIW的结构该往什

么方向变化还是有目标的，该用什么方法也有一定的认识，并且到目前为止还

没有人做过更为深入的研究，所以说整个选题还是比较可行，后面的研究也还

是比较有希望的。

其次，来说说客观的因素。SIW结构的相关内容已经研究的较为透彻了，

在SIW上想做什么突破因而也是不大可能