基片集成波导技术在微波滤波器中的应用研究

作     者：罗晓 

作者单位：哈尔滨工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：林澍

授予年度：2015年

学科分类：080902[工学-电路与系统] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

主      题：基片集成波导 小型化 带通滤波器 消失模滤波器 半模 

摘      要：基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)以其具有传统矩形波导高品质因素、高隔离度、高功率容量、低插入损耗和低辐射等优点,且同时具有传统矩形波导没有的如体积小、重量轻、易于加工、成本低、易于与其他平面微波结构集成等特点而成为研究热点。本文利用SIW技术制作滤波器,并用半模结构和折叠结构对其进行小型化处理,使基片集成波导滤波器性能更好,适用范围更广。本文利用基片集成波导做了三款带通滤波器:一种加载T型槽缝的平面折叠半模SIW带通滤波器、半模消失模SIW带通滤波器、平面折叠半模消失模SIW带通滤波器。其中,加载T型槽缝的平面折叠半模SIW带通滤波器工作频带为2.13GHz.15GHz,相对带宽为38.6%。半模消失模SIW带通滤波器工作频带为1.82GHz.72GHz,相对带宽为68.6%。平面折叠半模消失模SIW带通滤波器工作频带为1.95GHz.40GHz,相对带宽为54.2%。这三款滤波器分别从横向或者纵向尺寸上面对滤波器的尺寸实现了小型化。在滤波器指标相近的条件下,加载T型槽缝的平面折叠半模SIW带通滤波器比普通加载缺陷地SIW滤波器的纵向尺寸小38.2%,半模消失模带通滤波器比普通消失模SIW滤波器的横向尺寸小50%,平面折叠半模消失模SIW带通滤波器比普通消失模SIW滤波器的纵向尺寸小37.6%。本文制作了实物,并对实物的S参数进行了测试,测试结果与仿真结构基本相符。本文还对加载I型槽缝的SIW带通滤波器的等效电路模型进行了分析,通过等效电路模型计算出的传输矩阵得到了滤波器单元的S参数曲线,将其和仿真所得到的S曲线进行了对比。CST软件仿真与等效电路模型计算得到的通频带的上下限频率吻合较好,证明了等效电路的正确。从而建立起分析该型滤波器的方法,并能以此理论指导后续相关加载缺陷地结构的SIW滤波器的设计。