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本文主要研究了三种周期结构:基片集成波导结构(SIW)、合成泄漏波传输线和复合左右手传输线结构。针对SIW本文提出了一种基于有限元的广义散射矩阵(GSM/FEM)求解方法,其利用周期Bloch-Floquet边界,并加入完全匹配层(PML),精确的计算出SIW各种形式的复数传播常数。描述了SIW中微带线部分(或平行板部分)、矩形波导部分、介质基底等部分的电磁场分布,建立了严格的求解公式,并将上述方法用Mathematica程序实现。使用GSM/FEM方法求解的复数传播常数过程中发现的表面波泄漏现象,对SIW理论进一步完善。采用ANSYS HFSSTM软件分别建立不同参数的PCB工艺和CMOS工艺实现的SIW结构模型,并用程序实现GSM/FEM公式,同时使用三维电磁场型来模拟周期结构中泄漏波以TM0模态在介质基底中的传播现象。实验验证分为两部分。将PCB工艺模拟结果使用GSM/FEM方法进行计算,并与已发表的经典论文中报道的传播常数测试数据进行对比,验证方法的精确度。根据CMOS 130 nm 1P8M工艺规则,选用互补型传导传输线和锥形渐变模态转换器进行模态转换,制成两组SIW晶片。使用太赫兹测量系统实际测试,同时,推导去嵌入方法处理测量数据,并与理论值进行对比验证观察泄漏现象。另外,本文整理分析已发表文章中的阻带频段(Stop band),提出这个频段其实是空间谐波(Space Harmonics)耦合的复数模态区域,通过严密的场论分析,并总结前人对复数模态的描述,详细对此频段色散曲线进行分析。文章中还给出了空间谐波形式的色散曲线,并通过改变金属通孔之间间隙来观察耦合大小对复数模态的影响。通过建立三维场型分布,来观察在复数模区域模态在波导壁内外的传播情况,以及在复数模之上频段模态的传播特性。论文还研究了两种合成传输线周期结构:缺陷地泄漏波周期结构和复合左右手传输线结构。改进GSM方法对两种周期结构进行模态特性分析,并用实际测量验证了匹配电路的准确性,同时从模态和场型两方面验证了其泄漏特性。