基片集成波导多层转换器的设计与仿真

基片集成波导（Substrate Integrated Waveguide,SIW）是可以集成于介质基片中的具有低插损、低辐射、高功率容量等特性的新的导波结构,易于设计、加工,并可方便地实现与微带线、共面波导等平面传输线的集成。然而,一个非常重要的问题就是它与其它形式的传输线之间的过渡问题。文中给出了两种异面多层转换结构。新结构的仿真结果均表现出良好的传播特性,且较传统共面转换结构更为紧凑,便于微带集成电路系统的应用。     

一种新型基片集成波导合成器的设计

设计出了一种Ka频段9路基片集成波导合成器,通过HFSS软件仿真,频带内插入损耗达到0.6dB,反射达到-20dB,驻波比达到1.25。     

一种紧缩结构的新型毫米波基片集成波导滤波器

提出了一种紧缩结构的新型毫米波基片集成波导(SIW)滤波器,在结构紧缩的同时性能得到了显著改善.在设计的一组SIW毫米波滤波器中,长度从传统滤波器的23.1mm压缩到新型滤波器的12mm.测试结果显示新型滤波器阻带衰减大于54dB,相对于性能相近的传统SIW滤波器改善12dB以上.具有超过50dB衰减的阻带宽度超过9GHz.上边带过渡特性更陡,同时仍保持了传统SIW滤波器所具有的陡峭下边带特性和低损耗特性.     

一种新型基片集成波导双模带通滤波器

综合基片集成波导和双模滤波器两种前沿技术,设计了一种新型微波带通滤波器结构,该滤波器结构简单,无载品质因数高达10 000。同时,通过使用凹型过渡方式,解决了基片集成波导与微带线的过渡问题,从而方便了滤波器和有源微波电路的集成。文章设计的滤波器中心频率在5.63 GHz,通过TE102和TE201两种模式耦合,产生一个传输零点,极大的改善了阻带效果。实验表明,通带内反射损耗S11优于25 dB,3 dB带宽达60 MHz。     

一种宽带紧凑型基片集成径向波导功分器设计

分别设计了一分四和一分八的宽带紧凑型基片集成径向波导（SIRW ）功分器,通过馈电探针的阶梯化方式,使常规一分四和一分八SIRW功分器在回波损耗小于-15 dB条件下的相对工作带宽由原先的6％和15％分别提高至58％和61％,仿真得到的带内插耗分别在-6．25 dB和-9．25 dB以内。为了验证仿真数据的准确性,对一分四功分器进行了测试,测试结果性能良好,满足工程使用要求。     

一种新型基片集成波导带通滤波器的设计

基片集成波导是一种具有低差损、低辐射、高品质因数的新型平面导波结构．文中利用基片集成波导结构设计并制作了一种工作于X波段的带通滤波器,该滤波器易与其它微波平面电路集成．实测结果表明,该滤波器的中心频率是9.75 GHz,相对带宽是15.4％,通带内反射系数均小于-15 dB,插入损耗均优于1.5 dB,与仿真结果基本吻合,验证了设计方法的正确性．     

一种新型基片集成波导带通滤波器的设计与实现

基片集成波导（SIW）技术使得包括平面电路、接头和矩形波导在内的完整电路可以以平面形式集成在印刷电路板上;本文简要介绍SIW这一新技术,然后利用其高通特性,再加载一个低通微带滤波器,设计了一个中心频率为18 GHz,相对带宽为33%的SIW带通滤波器,CST的数值计算结果显示该途径是成功的。     

一种新型双频全向基片集成波导螺旋缝隙天线

将基片集成波导技术和平面螺旋天线技术结合,提出了一种新型双频全向基片集成波导螺旋缝隙天线。在其它条件一样前提下,采用基片集成波导结构的天线和没采用该SIW结构时相比,天线增益在低频段1.7～1.87GHz增益基本一样,在高频段2.4～2.9GHz有SIW结构的增益提高了1.1～3.5dB。仿真和测试结果表明,经优化设计后的天线在S11小于-10dB时的工作频带为1.705～1.865GHz和2.321～2.646GHz。该天线在垂直于天线基板的平面内具有全向特性,具有重量轻、低剖面、高增益、易于和平面电路集成等优点,可以用于同时接收移动通信信号和无线局域网信号。     

基片集成波导专利技术分析

针对基片集成波导技术发展状况和分类应用,对基片集成波导专利申请近十年来的技术演进及主要申请人进行了分析。     

新型半模基片集成波导镜像转接段的研究

本文提出了半模基片集成波导的镜像转接段设计,并对其功率分配方面的应用展开了研究.首先分析了半模基片集成波导应用于功分器设计的局限性,然后提出了通过镜像转接方式来实现具有双侧开口面的新型半模基片集成波导镜像转接段.通过仿真分析和实验测试验证了半模基片集成波导镜像转接段结构及其设计方法的可行性.最后设计了基于镜像转接段且具有对称结构的半模基片集成波导三路功分器.该功分器的仿真结果与实验数据表明,采用镜像连接段的半模基片集成波导器件具有良好的传输性能,有助于拓宽半模基片集成波导在功率分配网络设计方面的应用.     

Design of a self-diplexing antenna using SIW technique with high isolation

In this paper, a novel and small substrate integrated waveguide (SIW) based self-diplexing antenna is presented. The proposed antenna exploits two quarter-mode SIW cavity resonators for radiation, which are realized by splitting a half-mode SIW cavity with the help of one open-ended slot. Each quarter-mode cavity resonator is excited separately by microstrip feedlines. By properly adjusting the corresponding dimensions of the antenna, a very high isolation of better than −30 dB is obtained between the input ports that helps to realize a self-diplexing phenomenon. The antenna exhibits two resonant frequencies of 6.44 and 7.09 GHz, with the corresponding gain values of 3.2 and 4.8 dBi, respectively. Moreover, the antenna shows unidirectional and stable radiation patterns at both operating frequencies, while it maintains a planar and simple configuration, which can be rescaled for any other desired frequency.     

一种结构新颖的双通带滤波器的仿真设计

为使工作在多个分离频段的无线通信系统能够公用一个多模终端实现不同的业务需求,采用零极点综合技术抽取了滤波器的耦合矩阵,借助经验公式实现了普通波结构滤波器向基片集成波导滤波器的转换,最终设计了一个结构新型双通带滤波器。仿真结果表显示滤波器通带内回波损耗大于15dB,插损小于1.8dB,通带间隔离大于13dB。与传统矩形波导双通带滤波器相比,该滤波器具有成本低、重量轻、体积小和容易加工等优点。     

A compact semi-open wideband SIW horn antenna for K/Ku band applications

In this paper, a new slotted compact semi-open substrate integrated waveguide horn antenna is presented. The proposed antenna comprises three different sections namely; feeding, matching, and radiation sections. The feeding and radiation sections are matched within 13.6–25 GHz using an appropriate embedded slotted feeding structure. Also, best efforts have been made to achieve a more compact antenna in comparison with previous works. The experimental measurements of the fabricated antenna are in good agreement with simulation results. The fabricated antenna occupies 34 × 28 × 3.175 mm³ (2.1 λ₀ × 1.93 λ₀ × 0.19 λ₀) where λ₀ is the free space wavelength at 19.3 GHz. The proposed antenna provides a gain of 8.3–12.13 dBi together with 59% relative impedance bandwidth.     

扁波导馈电的平板缝隙天线阵的带宽扩展

扁波导馈电的平板缝隙天线阵,除了馈电波导内部耦合增强以外,带宽也受到限制.文章从谱域角度分析了缝隙天线的内外场分布,在此基础上,得到了周期波导和金属波导中各模式场的功率/储能谱.计算了波导缝隙天线的Q值并分析其变化规律,解释了扁波导馈电带宽受限的原因是辐射波导内的驻波储能场增强造成的.提出了在缝隙两侧增加扼流槽的改进方案,并同样从谱域的角度分析了该方案对带宽改善的影响.将该方案应用于一个实际的SIW平板波导缝隙天线阵设计中,获得了8.1%的带宽.     

Ka波段基片集成波导窄带带通滤波器设计

该文针对传统滤波器在Ka波段难以同时实现窄带与集成的问题,采用基片集成波导结构(SIW)设计了一款Ka波段平面窄带带通滤波器。该滤波器采用双模圆腔与椭圆腔级联的结构,在上下边带分别产生一个传输零点,具有频率高选择特性。测试结果表明,该滤波器中心频率35 GHz,相对带宽2.85%,插入损耗约为3.4 dB,带内回波损耗大于15 dB,与仿真结果吻合较好,在毫米波系统中具有很好的应用价值。     

基于基片集成波导(SIW)的双模带通滤波器

首先介绍了基片集成波导(SIW)这一新技术,并用表面电流理论解释了电磁波在SIW中的传输模式。同时,通过使用凹型过渡和接地共面波导过渡两种转换方式,解决了基片集成波导与微带线的过渡问题,从而解决了滤波器和有源微波电路的集成问题。文章用这两种过渡方式,分别设计了中心频率在5.63GHz和5.45GHz的双模带通滤波器。实验表明:这两种滤波器在通带内的反射损耗S11均优于-21dB,-3dB带宽都在50MHz以上。     

一种槽线扰动的基片集成波导双模滤波器

该文提出一种新型小型化基片集成波导(SIW)双模滤波器。通过使用正交的输入输出馈线,和一段倾斜的槽线来扰动腔体的两个简并模,滤波器能产生两个传输零点(TZ)。采用该方法设计了一个中心频率为15 GHz,带宽为350 MHz的基片集成波导双模滤波器。该滤波器结构简单,成本低廉,易于加工。测试结果和仿真结果吻合,较好地验证了设计的可行性和有效性。     

过模基片集成波导腔体滤波器设计

提出了一种过模基片集成波导(SIW)腔体滤波器。介绍了只由单个过模SIW 腔体构成的一阶滤波 器的原理。利用过模SIW 腔体中的基模实现模式交叉耦合,滤波器能产生一个位于通带任一边的传输零点(TZ)。 设计了一个由两个过模SIW 腔体级联成的二阶滤波器,该滤波器能产生两个传输零点。为了改善滤波器的阻带性 能,使用了非相似谐振器技术来实现寄生抑制。此外,阻带性能也可以通过增加基模谐振器的数量来改善。设计并 制造了含有两个过模SIW 腔体的二阶和三阶滤波器,仿真与测试结果吻合。     

Design of a broadband planar cavity-backed circular patch antenna

This paper presents a design of a low-profile cavity-backed circular patch antenna for broadband applications. By using substrate integrated waveguide (SIW) based cavity and feeding mechanism, a planar cavity-backed patch antenna is realized. The proposed study demonstrates that a wide impedance bandwidth can be achieved by employing a rectangular SIW-based cavity underneath the conventional circular patch. Additionally, to generate circular polarization (CP), the patch has been reduced diagonally and shorted by a via-probe. Finally, a CP SIW-based antenna is designed and operating for a wide impedance bandwidth of 23.10% below −10 dB criteria, ranging from 9.09 GHz to 11.40 GHz and axial-ratio (AR) bandwidth of 270 MHz (10.30–10.57 GHz). The proposed design is fabricated by means of a printed circuit board (PCB) procedure. The simulated results are validated with the experimental one which agrees well with each other in the terms of S₁₁, antenna gain, AR and radiation patterns. Moreover, the proposed design exhibits unidirectional radiation characteristics with the measured peak gain of 6.6 dBic while maintaining planar integration.