基片集成波导定向耦合器的设计与应用

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基片集成波导(SIW)是近十年来出现在微波,毫米波领域内的一种新型波导结构。它具有插损小,辐射低,功率容量大等特点。基片集成波导可以方便的集成于介质基片中,其传输特性与填充介质的金属矩形波导相似,但又可以通过过渡结构与其他无源或有源器件相连。基片集成波导的出现为微波,毫米波系统的集成化,小型化提供了一个全新的途径。 本文以基片集成波导定向耦合器的研制及其应用作为研究方向,研制了波导结(waveguide junction)结构的定向耦合器,并将其应用于定向滤波器和平衡混频器的设计。主要的研究工作包括:首先设计实现了一个工作在X波段的,波导臂交叉角度可变的波导结型基片集成波导3-dB定向耦合器,该耦合器工作带宽达19.2%;然后提出了一个应用半模基片集成波导设计实现的,可以工作在K波段和Ka波段的波导结型3-dB定向耦合器,其有效工作带宽可达24%左右;同时,本文还应用互补型开口谐振环(CSRR)设计了一个工作在K波段的半模基片集成波导窄带带通滤波器:在此基础上,将K波段半模基片集成波导3-dB耦合器与K波段半模基片集成波导窄带带通滤波器连接,实现了一个工作在K波段的定向滤波器。最后,将前面设计的Ka波段半模基片集成波导3-dB定向耦合器作为信号输入器件,应用于Ka波段的平衡混频器设计。
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