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小型化、宽带化、低成本、易集成以及高性能的平面微波器件在卫星通信、移动通信、雷达通信等领域具有重要的应用。本文基于基片集成波导（Substrate Integrated Waveguide,SIW）和基片集成同轴线（Substrate Integrated Coaxial Line,SICL）技术对高性能平面振荡器和双线极化以及圆极化喇叭天线展开深入的研究。基于SIW与SICL两种平面集成导波结构,分别提出了两种结构新颖的低相位噪声和小型化振荡器。同时,设计了基于SIW多层介质基板的双线极化和圆极化喇叭天线单元,并在双线极化天线单元的基础上设计了一款高性能的阵列天线。研制的平面振荡器和角锥喇叭天线经过实验验证,实现了良好的性能。本课题主要的研究内容和创新点如下:（1）提出了基于SIW双腔高次模（DCHM）谐振器的低相位噪声振荡器。其中,DCHM谐振器采用两个等边三角形单腔高次模（SCHM）谐振器组成,通过在两个谐振器公共侧壁开感性窗弱耦合的方式实现了较大的群延时峰值,与其它平面结构的谐振器相比,群延时峰值获得了显著提升。首次提出在反馈环路中采用两级分立放大器级联的架构充当环路的增益放大模块,并应用到DCHM振荡器的设计中,且获得了很好的相位噪声性能。测试结果表明,提出的基于DCHM谐振器的振荡器工作在10GHz,输出功率0.76d Bm,且振荡器相位噪声在1MHz偏移频率下可达-143.1d Bc/Hz,对应的振荡器品质因子（Figure of Merit,FOM）值为-207.5d Bc/Hz。为了缩减SIW尺寸,以达到平面振荡器小型化的设计目的,提出了一种基于互补开口谐振环（CSRR）的SIW滤波器的反馈式振荡器。通过在SIW上金属表面刻蚀出一对圆形的CSRR结构,从而使得滤波器尺寸相比传统SIW滤波器最大减小90%,获得了更加紧凑的电路尺寸和较低的插入损耗。基于该CSRR加载的SIW滤波器设计的振荡器工作在5.6GHz,并实现了令人满意的相噪性能。相关研究成果已经在国际期刊Microwave and Optical Technology Letters以及国际会议2017 APCAP上录用发表,并已授权一项国家发明专利。（2）提出了一款基于SICL U-型谐振器的单频点小型化振荡器以及一款基于可调谐SICL谐振器的压控振荡器。其中,利用半波长SICL传输线作为谐振单元,将SICL传输线沿中心对折形成U-型结构,相比于同频的SIW谐振器,其尺寸最大减小80%,实现了更加紧凑的电路尺寸。此外,提出了基于微带渐变结构的SICL-微带转接,利用该转接,基于SICL的器件只需单层板即可实现,与传统的双层混压板需要金属化通孔过渡的实现方式比较,具有低成本和设计结构简单等优势。设计完成的X波段振荡器通过调整平行耦合馈线与U-型谐振单元的耦合间隔以及馈线长度,降低了谐振器的插入损耗以及增大了群延时峰值,从而获得了更好的相位噪声性能。实验结果显示,所设计的基于SICL U-型谐振器的振荡器工作在10.1GHz,输出功率-1.81d Bm,且振荡器相位噪声在1MHz偏移频率下可达-138.6d Bc/Hz,对应的振荡器FOM值为-206.1d Bc/Hz。为了实现振荡器输出频率连续可调,提出了一种基于电调谐SICL谐振器的压控振荡器。通过在U-型谐振器开路末端加载变容二极管的方式实现了谐振器频率的连续调谐,从而改变振荡器的输出频率。基于该电调谐SICL谐振器的压控振荡器工作的中心频率为4.9GHz,频率调谐范围为6.49%。设计完成的单频点SICL振荡器和压控振荡器均实现了令人满意的性能,这也是首次将SICL传输结构的无源器件应用到有源器件的设计中,拓展了SICL的应用范围。相关研究成果已经在国际期刊Journal of Electromagnetic Waves and Applications上录用发表,并已授权一项国家发明专利。（3）提出了基于SIW多层介质基板的宽带、双线极化角锥喇叭天线单元和喇叭天线阵列。其中,角锥喇叭单元采用多层PCB板由下而上堆叠组成,喇叭张角从底层向顶层逐渐张开,每层喇叭侧壁采用金属化矩形长槽围成。提出了基于SICL的差分馈电网络,目的是增加极化隔离度,采用互相垂直放置的SICL差分馈电网络实现了天线的水平极化和垂直极化特性,从而使得在Ku波段收发共用一副天线并实现收发隔离。为了使得馈电网络能够很好的激励出波导模式,提出了在差分馈电网络输出端加载T-型短截线的结构,获得了较好的驻波特性。最后采用标准的双面单层印制电路板（PCB）工艺制作了该角锥喇叭天线,测试结果表明,在两种线极化状态下均实现了大于18%的相对驻波带宽,实测最大增益为8.33d Bi,辐射效率高达71.8%。以此为基础,又提出了一款2×2的角锥喇叭天线阵列。实验数据显示,提出的喇叭天线阵列实现了15.75%的相对带宽,实测最大增益为14.85d Bi,口径效率高达73.9%。提出的双线极化喇叭天线在移动卫星通信终端中具有较大的应用价值。相关研究成果已经在国际期刊Microwave and Optical Technology Letters上录用发表,并已授权一项国家发明专利。（4）提出了基于SIW的多层介质基板的圆极化角锥喇叭天线。采用上下两层相互正交放置的SICL差分馈电网络激励喇叭天线,以实现在喇叭辐射口面处产生两个等幅正交的导波模式。提出了基于SICL技术的正交（90o）耦合网络,从而实现两个正交模式90o的相位差,以达到天线左旋圆极化和右旋圆极化的功能。提出了在喇叭口面中心处加载十字交叉结构的金属条带,从而使得喇叭辐射口面的相位分布更加均匀,进而提高了天线的增益,改善了辐射效率。最后详细分析了圆极化角锥喇叭天线的驻波、轴比和辐射特性,并完成了其测试工作。最终的测量结果表明,提出的圆极化天线工作在中心频率12.5GHz,实测增益为8.4d Bi,相对驻波带宽和轴比带宽约为24%和5%,辐射口径效率高达78.5%。提出的圆极化角锥喇叭天线可以广泛地应用到卫星通信领域。相关研究成果已投稿至国际期刊IEEE Antenna and Wireless Propagation Letters。