有关基片集成波导(SIW)的调研

基片集成波导发展现状及未来趋势分析基片集成波导（Monolithic Integrated Waveguide）是一种先进的光电子集成器件技术，它将光波导和电子元件集成在同一块芯片上。

这项技术的出现，标志着光电子领域的一个重要突破，也为光通信、传感和计算等领域的发展带来了巨大机遇。

本文将对基片集成波导的现状进行分析，并展望其未来的发展趋势。

目前，基片集成波导已经在多个领域得到了应用。

首先，光通信是基片集成波导的主要应用领域之一。

基片集成波导在光传输、调制和探测等方面具有很大的潜力。

它可以实现高带宽、低损耗和强耐久性的光通信，满足大容量和高速率的通信需求。

其次，基片集成波导在光传感领域也有广泛的应用。

利用基片集成波导的优势，可以实现高灵敏度、高分辨率的光传感器，用于环境监测、生物医学和工业检测等领域。

此外，基片集成波导还可以应用于光子计算和光子芯片等领域，极大地推动了光电子技术的发展。

基片集成波导的未来发展具有多个趋势。

首先，随着光通信需求的增加，基片集成波导将在光模块和光芯片中发挥更重要的作用。

它可以在芯片上实现多通道光传输和光调制，提高光通信的效率和可靠性。

其次，基片集成波导将继续在光传感领域扩展应用。

基片集成波导的高灵敏度和高分辨率特性，将为环境监测、医学诊断和制造业等提供更好的解决方案。

此外，随着光子计算和量子计算的发展，基片集成波导将发挥重要作用，用于实现光子芯片和量子器件。

在基片集成波导的发展过程中，仍然存在一些挑战和问题需要解决。

首先，基片集成波导的制备技术需要进一步提升。

制备高质量的基片集成波导芯片是关键的一步，需要研发更先进的制备工艺和设备。

其次，基片集成波导的耦合和传输损耗问题仍然存在，需要继续提高光耦合效率和减小光传输损耗。

此外，基片集成波导的尺寸和集成规模也需要进一步研究和优化，以满足不同应用场景的需求。

为了推动基片集成波导的发展，需要在多个方面进行技术研究和创新。

首先，可以进一步研究和发展基片集成波导材料，提高其光学和电学性能。

高性能基片集成波导微波滤波器研究一、本文概述随着无线通信技术的飞速发展，微波滤波器在雷达、卫星通信、移动通信等领域的应用日益广泛。

基片集成波导（SIW）作为一种新型的导波结构，具有低插损、高Q值、易于集成等优点，在微波滤波器的研究中受到了广泛关注。

传统的SIW微波滤波器在某些频段内仍面临性能瓶颈，如插损大、带外抑制不足等问题，制约了其在高性能通信系统中的应用。

开展高性能基片集成波导微波滤波器的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。

本文旨在深入研究高性能基片集成波导微波滤波器的设计理论与方法，通过优化滤波器结构、提高制作工艺等手段，实现滤波器性能的提升。

本文将系统介绍SIW的基本理论及其在微波滤波器中的应用现状，分析现有SIW微波滤波器的性能特点与存在的问题。

本文将重点研究新型SIW滤波器的设计理论，包括滤波器拓扑结构的选择、谐振单元的设计、耦合方式的优化等方面，以提高滤波器的性能。

本文将通过实验验证所提出的新型SIW滤波器的性能，为高性能SIW微波滤波器的实际应用提供有力支持。

本文的研究内容将对提升SIW微波滤波器的性能、推动无线通信技术的发展具有重要意义，并为相关领域的研究人员提供有益的参考与借鉴。

二、基片集成波导微波滤波器的基本理论基片集成波导（SIW）微波滤波器是微波工程领域中的一个重要研究方向，其理论基础涉及电磁场理论、微波传输线理论以及滤波器设计原理等多个方面。

SIW结构通过在介质基片上刻蚀出周期性金属通孔阵列来模拟传统波导的传输特性，从而实现了波导结构的小型化和集成化。

SIW微波滤波器的基本工作原理是利用SIW结构中的电磁波传播特性，通过合理设计滤波器的拓扑结构和尺寸参数，使得在特定频率范围内的电磁波能够通过，而在其他频率范围内的电磁波则被抑制。

SIW结构中的电磁波传播特性包括截止频率、传播常数、衰减常数等关键参数，这些参数直接影响了滤波器的性能。

在SIW微波滤波器的设计过程中，需要采用适当的电磁场分析方法，如有限元法（FEM）、时域有限差分法（FDTD）等，对SIW结构的传输特性进行精确计算和分析。

基片集成波导技术的研究共3篇基片集成波导技术的研究1随着科技的不断发展，无线通信和光通信成为人们生活中必不可少的一部分。

为了实现更高速、更安全、更稳定的通信，基片集成波导技术逐渐引起人们的关注。

本文将从基片集成波导技术的概念、特点、优势以及市场应用四个方面进行介绍。

一、基片集成波导技术的概念基片集成波导技术是利用半导体工艺技术将微波电路元器件制作在单片集成电路芯片制造过程中的一种技术。

也就是说，基片集成波导技术是把微波电路与基片电路有机的结合在一起，实现互联互通的技术。

二、基片集成波导技术的特点基片集成波导技术有以下三个特点：1. 集成度高：基片集成波导技术是通过将微波电路与单片集成电路进行结合，将微波元器件互联互通的功能与芯片电路进行有机的结合，从而实现电路的高度集成，大大简化了电路的结构，提高了系统的稳定性。

2. 小型化：由于基片集成波导技术体积小，微波电路在集成电路表面形成的结构也很小，可制成非常小型化的波导设备。

3. 精度高：基片集成波导技术采用的是微细加工技术，可以在芯片电路的表面上制造出微米级别的微波电路结构，精度高，噪声小，所以在高频传输上更加精准。

三、基片集成波导技术的优势基片集成波导技术具有以下优势：1. 技术成熟度高：基片集成波导技术是利用现有的半导体工艺技术进行制造，并且随着技术不断发展，技术成熟度也逐渐提高。

2. 互联互通性好：基片集成波导技术能够将微波电路与单片集成电路有机的结合在一起，常用于实现基于微波的无线通信和光通信的复杂系统互联互通。

由于网络的运行效率和稳定性强，所以基片集成波导技术被广泛应用于工业控制、通信系统和卫星通信等领域。

3. 成本低：由于基片集成波导技术采用的是微细加工技术，制造生产比较容易和快捷，因此成本低。

四、市场应用基片集成波导技术的市场应用包括无线通信、光通信、微波电子学、太阳能电池、卫星通信、雷达系统、无线电定位等领域。

总之，基片集成波导技术是一种非常重要的技术，可以满足人们对高速、高效、高精度无线通信和光通信的要求，同时也带来了很多商机和发展空间。

基片集成波导技术的研究一、本文概述随着现代通信技术的飞速发展，波导技术作为微波毫米波系统中的重要组成部分，其性能优劣直接关系到整个系统的传输效率和稳定性。

基片集成波导技术（SIW，Substrate Integrated Waveguide）作为一种新型的波导结构，近年来受到了广泛的关注和研究。

SIW技术结合了传统波导和微带线的优点，具有低损耗、高Q值、易于集成等优点，因此在微波毫米波集成电路、天线、滤波器等领域具有广阔的应用前景。

本文旨在全面介绍基片集成波导技术的研究现状、基本原理、设计方法以及应用实例。

我们将回顾SIW技术的发展历程，分析其相比于传统波导和微带线的独特优势。

然后，我们将详细介绍SIW的基本理论和设计方法，包括SIW的传输特性等效电路模型、模式分析以及优化设计等方面。

接着，我们将通过一些具体的应用实例，展示SIW技术在微波毫米波系统中的实际应用效果。

我们还将讨论SIW技术的未来发展趋势和研究方向，以期为相关领域的研究者提供有益的参考和启示。

通过本文的阐述，我们期望读者能够对基片集成波导技术有一个全面而深入的了解，为该技术的进一步研究和应用提供坚实的理论基础和实践指导。

二、基片集成波导技术概述基片集成波导技术（SIW，Substrate Integrated Waveguide）是一种在微波和毫米波频段内实现波导传输的新型平面传输线技术。

该技术通过在介质基片上集成金属化通孔阵列来模拟传统矩形波导的行为，从而实现了波导传输的平面化、小型化和集成化。

SIW技术自21世纪初提出以来，在微波毫米波系统、集成电路、天线等领域中得到了广泛的应用和研究。

SIW技术的主要优势在于其兼具了传统矩形波导和微带线等平面传输线的优点。

与微带线相比，SIW具有更高的Q值、更低的辐射损耗和更高的功率容量；与传统矩形波导相比，SIW则具有平面化、小型化、易于集成和加工成本低等显著优势。

SIW的这些特点使得它在微波毫米波系统中具有广泛的应用前景，尤其是在高性能、高集成度的系统中表现出色。

《基片集成波导技术的研究》篇一一、引言随着现代无线通信技术的飞速发展，对高效、高带宽、小型的传输系统需求愈发强烈。

在这样的背景下，基片集成波导技术（Substrate Integrated Waveguide, SIW）逐渐成为研究的热点。

SIW技术是一种在微波毫米波电路中广泛应用的高效传输线，它以集成化的优势实现了高性能、小型化的目标。

本文将围绕基片集成波导技术的研究展开探讨。

二、基片集成波导技术概述基片集成波导技术是一种以介质基片为基础的传输线技术。

其基本原理是在介质基片上通过金属化孔阵列形成波导结构，从而实现电磁波的传输。

SIW技术具有高Q值、低损耗、高功率容量等优点，同时具有较好的集成性，可与平面电路进行无缝衔接。

三、基片集成波导技术的关键技术1. 结构设计：SIW技术的结构设计是关键，其结构包括介质基片、金属化孔阵列等部分。

在设计中需考虑波导的尺寸、孔径大小、孔间距等因素，以保证电磁波的有效传输。

2. 制造工艺：制造工艺是SIW技术实现的关键环节。

制造过程中需确保金属化孔的精度和一致性，以及介质基片的平整度和介电性能。

3. 仿真与测试：通过仿真软件对SIW结构进行仿真分析，预测其性能。

同时，通过实验测试验证仿真结果的准确性，为进一步优化提供依据。

四、基片集成波导技术的应用SIW技术在无线通信领域具有广泛的应用前景。

它可以应用于天线馈线系统、微波毫米波电路、高速数据传输等领域。

例如，在5G通信系统中，SIW技术可用于实现高性能的天线馈线系统，提高信号的传输效率和稳定性。

此外，SIW技术还可用于制造小型化、高性能的微波毫米波电路模块，满足现代电子设备对小型化和高性能的需求。

五、研究现状与展望目前，基片集成波导技术的研究已取得了一定的成果。

然而，仍存在一些挑战和问题需要解决。

例如，如何进一步提高SIW的性能、降低成本、优化制造工艺等。

未来，随着新材料、新工艺的发展，SIW技术将有望实现更大的突破和进展。

基片集成波导滤波器的研究 Study on The SIW Filters
Contents
1
SIW 产生背景 SIW 基本特性 CSRR 基本特性
CSRR-SIW 滤波器
射频与微波技术实验室
2
3
4
Waveguide
什么是波导
在微波或可见光波段中引导波按照一定 在微波或可见光波段中引导波按照一定 方向传播的装置 方向传播的装置
射频与微波技术实验室
总结
ＳＩＷ优点
损耗低、品质因数高、功率容量大 低剖面、尺寸小、易于集成 高通特性 带阻特性 左手特性
ＣＳＲＲ 思考
在此基础上如何实现超宽带、双通带滤波器？ 深入研究新型ＣＳＲＲ结构，进一步降低辐射损 耗，提升阻带特性。
射频与微波技术实验室
射频与微波技术实验室
CSRR基本性质
基本结构与等效电路
射频与微波技术实验室
CSRR谐振频率
谐振频率
可以推出，f0跟环半径、环间距、开口 跟环半径、 可以推出， 跟环半径 环间距、 间距有关 应用有限元仿真软件 HFSS 对 CSRR 进行性能分析。CSRR 外环半径为 3.5mm，环宽为0.5mm，环间距为 0.3mm，开口间距为 0.2mm。 ， 。
射频与微波技术实验室
CSRRs-Leabharlann IW Filter2007年 2007年
南京理工大学的车文荃教授设计了一个5阶带 南京理工大学的车文荃教授设计了一个 阶带 通滤波器，实现了带内最大差损小于1.5dB， 通滤波器，实现了带内最大差损小于 ， 回波损耗低于-20dB 回波损耗低于
射频与微波技术实验室
CSRRs-SIW Filter
2009年加州大学洛杉矶分校的Yuan 2009年加州大学洛杉矶分校的Yuan 年加州大学洛杉矶分校的 Dong， Dan Dong，Tatsuo Itoh

基于基片集成波导和液晶材料的小型化微波毫米波无源器件研究随着无线通信技术和集成电路的迅猛发展,现代电子系统除了具备高性能外正向着高集成度、小型化、多频/多模、多功能和低成本等趋势快速发展。

高性能且小型化的微波毫米波无源器件作为系统中的关键组成部分,对整个系统实现高度集成化起着重要作用,成为了当前无源器件研究领域的热点和难点。

本文重点对基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)和液晶(Liquid crystal,LC)材料技术在小型化微波毫米波无源器件设计方面的应用进行了系统的研究,设计并实现了一系列小型化、频率可调谐的滤波器和功分器等微波毫米波无源器件。

本文的主要研究工作及创新点如下:1.基于新型缺陷地结构的SIW/半模基片集成波导小型化无源器件研究针对SIW结构应用于微波频段电路面积较大的问题,提出了采用新型缺陷地结构(Defected Ground Structure,DGS)加载SIW和半模基片集成波导(Half Mode Substrate Integrated Waveguide,HMSIW)的小型化无源器件设计方法。

首先,利用一对U形槽嵌套一对E形槽构建了一种新型SIW-DGS单元,该DGS有效地提高了等效电感和等效电容,并增强了边带选择性和阻带抑制能力;进一步地,利用HMSIW的小型化特性,对U形槽的两端进行折叠改进,构建了一种具有高边带选择性的新型HMSIW-DGS单元。

在此基础上,结合SIW/HMSIW的高通特性和DGS 的低通特性形成带通响应的方式,设计了宽阻带抑制性能的SIW带通滤波器和高选择性的HMSIW带通滤波器。

由于DGS所产生的慢波效应可有效减小SIW/HMSIW的径向长度,使得所设计的滤波器具有紧凑的电路面积。

其次,利用U形槽DGS加载HMSIW结构产生的五模谐振特性,设计了一种具有滤波功能的小型化宽带功分器,相比于传统HMSIW 谐振腔功分器尺寸减小80%。

ka波段基片集成波导(siw)耦合器
的研究
KA波段基片集成波导(SIW)耦合器是一种新型的微波器件，它利用高密度的射频IC技术、微带结构和SIW波导等先进技术来实现耦合器。

其优点是占用面积小，体积小，功率密度大，阻抗匹配性好，线宽可调，结构简单，易于实现大规模集成等。

研究ka波段基片集成波导(siw)耦合器主要是研究其内部结构，包括耦合器的输入端和输出端的阴极子结构，中间耦合区域的布置，以及整个结构的尺寸和形状等。

首先，通过计算机模拟来设计出合适的输入端和输出端子结构，使得耦合器结构能够有效地将输入信号转换成输出信号，并且保证输入端和输出端之间的阻抗匹配。

然后，根据计算结果，设计出最佳的耦合器结构，包括耦合器电路尺寸和形状，耦合器中间耦合区域的布置，以及输入端和输出端的子结构等。

最后，在实际实现中，采用微带结构和SIW波导等工艺技术，将设计出的Ka波段基片集成波导(SIW)耦合器尺寸和形状制作出来，从而实现ka波段耦合器的设计和研究。

《基片集成波导技术的研究》篇一一、引言随着无线通信技术的快速发展，基片集成波导技术（Substrate Integrated Waveguide, SIW）在微波和毫米波电路中得到了广泛的应用。

该技术以其高集成度、低损耗和易于加工等优点，在无线通信、雷达、卫星通信等领域发挥着重要作用。

本文将对基片集成波导技术进行深入研究，探讨其原理、设计方法、性能优化及未来发展趋势。

二、基片集成波导技术原理基片集成波导技术是一种利用介质基片实现波导传输的技术。

其基本原理是在介质基片上制作出金属化孔或金属壁，形成一种类似于传统金属波导的结构，从而实现对电磁波的约束和传输。

与传统的金属波导相比，基片集成波导具有更高的集成度和更好的加工性能，因此在微波和毫米波电路中得到了广泛应用。

三、设计方法基片集成波导的设计主要包括结构设计和参数优化两个方面。

结构设计是指根据应用需求，确定基片集成波导的形状、尺寸和布局。

参数优化则是指通过仿真和实验手段，对基片集成波导的传输性能进行优化，以提高其工作频率、带宽和功率容量等性能指标。

在设计中，需要考虑到基片材料的选择、金属化孔或金属壁的形状和尺寸、以及基片集成波导与其他电路元件的连接方式等因素。

此外，还需要利用电磁仿真软件对基片集成波导进行仿真分析，以验证其设计可行性和性能指标。

四、性能优化为了提高基片集成波导的性能，需要进行一系列的性能优化工作。

首先，要选择合适的基片材料，以保证基片集成波导的传输性能和机械强度。

其次，要优化金属化孔或金属壁的形状和尺寸，以减小电磁波的泄漏和辐射损耗。

此外，还需要考虑基片集成波导与其他电路元件的连接方式，以减小连接处的阻抗失配和反射损耗。

在性能优化过程中，可以利用电磁仿真软件对基片集成波导进行仿真分析，以评估其性能指标。

同时，还需要通过实验手段对基片集成波导进行测试和验证，以确保其设计可行性和性能指标的准确性。

五、应用与发展趋势基片集成波导技术具有广泛的应用前景和重要的研究价值。

基片集成波导技术的研究基片集成波导技术的研究摘要：基片集成波导技术是一种用于实现光电子器件集成化的关键技术之一。

本文将详细介绍基片集成波导技术的原理和优势，并探讨其在光通信、光传感和光电子集成系统等领域中的应用，以及未来的发展趋势。

1. 引言在当今数字时代，随着通信技术和光电子技术的飞速发展，人们对于更高效、更快速的通信方式和更稳定、可靠的光电子器件需求日益增加。

基片集成波导技术应运而生，它可以将不同类型的光电子器件集成在同一块基片上，实现高度集成化的系统。

2. 基片集成波导技术的原理基片集成波导技术利用光在波导中的传导特性，将光子器件（如光调制器、光探测器等）和电子器件（如晶体管、电容等）集成在同一块基片上。

通过精确的加工工艺和优化的结构设计，可以实现光信号的高效输入、输出和操控，并与电子信号进行无缝集成。

3. 基片集成波导技术的优势基片集成波导技术相比传统的集成技术具有许多优势。

首先，它可以实现高度集成化，将光电子器件集成在同一块基片上，大大提高了系统的整体性能和可靠性。

其次，基片集成波导技术具有较低的插入损耗和较高的耦合效率，能够实现高效的光电子能量转换和传输。

此外，基片集成波导技术还具有较小的尺寸和重量，可以实现紧凑的设计和便捷的安装。

4. 基片集成波导技术在光通信领域的应用基片集成波导技术在光通信领域有着广泛的应用。

通过光调制器和光检测器的集成，可以实现高速光通信系统。

毫米波无线通信技术可以与基片集成波导技术相结合，实现高速、低功耗的无线通信。

此外，基片集成波导技术还可以用于光纤通信系统中的光谱分析和光信号处理等关键功能。

5. 基片集成波导技术在光传感领域的应用基片集成波导技术在光传感领域也有着巨大的应用潜力。

通过结合不同类型的传感器和光电子器件，可以实现高精度、高灵敏度的光传感系统。

基片集成波导技术在气体传感、温度传感和生物传感等领域具有广泛的应用前景。

6. 基片集成波导技术在光电子集成系统中的应用基片集成波导技术在光电子集成系统中可以发挥重要作用。

《基片集成波导技术的研究》篇一一、引言随着无线通信技术的快速发展，基片集成波导技术（Substrate Integrated Waveguide, SIW）在微波和毫米波电路中得到了广泛的应用。

该技术以其高集成度、高稳定性和低成本的优势，逐渐成为了射频领域研究的重要方向。

本文将对基片集成波导技术的研究进行深入的探讨。

二、基片集成波导技术概述基片集成波导技术是一种在印刷电路板（PCB）上实现的微波传输线技术，它采用平面结构设计，使得射频电路具有较高的集成度。

与传统的同轴线和矩形波导相比，SIW技术具有结构简单、体积小、易于制造等优点。

在毫米波和微波系统中，基片集成波导被广泛用于信号传输、耦合和辐射等功能。

三、基片集成波导技术的研究进展（一）理论研究早期对基片集成波导技术的研究主要集中在理论分析和建模上。

学者们通过电磁仿真软件（如HFSS）对SIW进行建模，分析了其传播特性和损耗特性，为后续的工程应用奠定了基础。

（二）工艺制造随着工艺技术的不断发展，基片集成波导的制造工艺也得到了不断优化。

从最初的厚膜工艺到现在的薄型PCB工艺，SIW的制造工艺已经越来越成熟，制造成本也在不断降低。

（三）应用领域基片集成波导技术在无线通信领域得到了广泛应用。

在5G 基站、卫星通信、雷达系统等领域，SIW技术都发挥着重要作用。

此外，SIW技术还被应用于生物医学、汽车雷达等领域。

四、基片集成波导技术的关键问题及解决方案（一）传输损耗问题由于基片材料和金属层的损耗，基片集成波导的传输损耗问题较为突出。

为降低传输损耗，可采用低损耗的介质材料和优化结构设计等措施。

此外，采用新型的表面处理技术也能有效降低传输损耗。

（二）信号泄漏问题由于SIW的结构特点，信号在传输过程中容易发生泄漏。

为解决这一问题，需优化波导壁的阻抗匹配设计，减小信号的反射和散射。

同时，在设计中要充分考虑结构的尺寸和布局等因素，避免可能产生信号泄漏的潜在问题。

五、展望未来研究趋势与挑战（一）研究方向与趋势未来，基片集成波导技术将进一步朝着小型化、集成化和多功能化方向发展。

博政第二次作业：有关基片集成波导(SIW)的调研有关基片集成波导(SIW)的调研朱志臻SA080060106系一．基片集成波导简介及其发展脉络基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide，简称SIW)是最近几年新出现的一种新型微波传输结构，它可以较为广泛地应用于各种微波毫米波电路中。

基片集成波导（SIW）具有很多优点：首先，和传统的矩形波导一样，集成波导具有较高的品质因数和很小的辐射损耗；其次，它又和微带线一样具有体积小、重量轻、容易加工和集成等优点。

总之，SIW综合了矩形波导和微带线的一系列优点。

SIW的基本概念首先由吴柯教授提出。

它是在多层微波集成电路中，如：低温共烧陶瓷或多层印刷电路板，通过打周期性的金属过孔从而构造的类波导结构。

它的整个结构相当于内部填充了介质的矩形金属波导，所以能够用矩形普通波导实现的结构也都可以用基片集成波导来实现。

其示意图如下所示：图1.SIW结构示意图随后，根据SIW的特性很多人将一些电磁场数值计算方法用于求解SIW的相关参数，比如：时域有限差分法（FDTD）、频域有限差分法（FDFD），都收到了很不错的效果，从而逐渐将SIW的整个结构特性都分析的比较清楚了。

之后，人们又开始尝试将SIW应用于各个方面和各种情况，比如天线、滤波器、功分器、定向耦合器、双工器等。

关于这些内容的文章有很多，工作也做了很多很多。

到现在，人们尝试考虑基于SIW来研究新型的波导结构，进而实现不同的性能，达到不同的目标，比如：实现超宽带（UWB）滤波器、特殊频段的器件等。

这一内容正处于新兴阶段，正在不断地发展。

二．该领域最重要的文献名称、作者、出处该领域最重要的文章为：“Lowcostmicrowaveoscillatorusingsubstrateintegrated waveguide cavity”作者：Y. Cassivi，吴柯出处：IEEEMICROWAVEANDWIRELESSCOMPONENTSLETTERS,VOL. 13, NO. 2, FEBRUARY 2003朱志臻SA080060106系第1页共2页博政第二次作业：有关基片集成波导(SIW)的调研三．该领域后续可能的创新突破口或研究新起点通过我所参加的几次会议，以我的观点来看：新型结构中，半模SIW还是很有发展前途的。

一种基于SIW(基片集成波导) 技术的喇叭天线时间：2015-08-15 来源：天线设计网TAGS：SIW基片集成波导喇叭天线随着现代通讯技术的发展，市场对通讯设备的效率要求越来越高，也相应的引发了对宽通带#高传输效率的实时视频设备及数据传输设备的研究"由于市场对低频无线通信设备的广泛应用，使得低频信道越来越拥堵"人们普遍把目光集中在高频波段，同时还要求射频电路组件结构要紧凑#质量轻便"所以大频率贴片天线成为研究趋势。

设计的 H 面喇叭天线，是一种电场辐射呈现喇叭天线辐射特性的孔径天线"这使得该天线具有较高方向系数"众所周知，波导结构在毫米波通信领域有着广泛的应用，它拥有诸多优点，但其缺点也非常明显，那就是尺寸结构太大#剖面太高，限制了这种天线在高性能卫星通讯系统和雷达系统中的应用"而随着基片集成波导( SIW) 技术的提出，使这个问题找到了解决的途径，即研究以基片集成波导为平台的天线"基片集成波导技术[天线设计网]就是在普通微带印制板上沿边缘开规则的金属过孔，以此来模拟波导的磁壁"应用这种技术制成的基片集成波导保留了大部分的传统波导的传输性质，同时也比传统波导尺寸更小#剖面更低和更易于平板电路的集成。

设计原理天线总体分为 3 部分，在前端是由金属过孔和贴片上下金属表面共同围成的喇叭结构，与喇叭结构相连的是基片集成波导( siw) 构成的波导结构，最后用微带波导转换器进行馈电。

显然，这种天线是一种微带印制板天线，所以天线尺寸会缩小。

天线基板选用介电常数为10.2的 GaAs 板材，中心频率为26Ghz。

天线的馈电部分采用微带线——波导转[天线设计网]换结构，这种结构的前端是常规的50欧姆微带线，50欧姆微带线之后是一段呈锥型的过渡段，其作用是将微带线结构中传输的准TEM波转化为能在波导结构中传输的TM10波。

经过优化计算得到 50欧姆微带馈线的尺寸如图 1所示。

基片集成波导传输特性及阵列天线的理论与实验研究一、本文概述SIW基本原理与传输特性分析：本文将对SIW的基本构造、工作原理进行详尽阐述，包括其矩形金属槽孔阵列与介质基片共同构成封闭传输通道的特点，以及由此带来的与传统金属波导相近的电磁场分布特性。

我们将通过精确的电磁场解析模型和数值仿真方法（如时域有限差分法、有限元法等），系统性地揭示SIW的传输特性，如截止频率、模式特性、色散关系、功率容量、插入损耗等关键参数，并对比分析其相对于传统金属波导及微带线结构的优势与局限。

SIW结构优化与特性调控：进一步，本文将探讨多种SIW结构优化策略与特性调控手段，如改变槽孔尺寸、间距、填充因子，引入弯曲、分支、过渡等复杂结构，以及利用高介电常数、低损耗材料等，以实现特定频段的匹配、拓宽带宽、抑制寄生模式、减小尺寸等目标。

相关优化方案将结合仿真验证与实验测量，确保理论设计与实际性能的一致性。

SIW阵列天线设计理论：在理论层面，我们将详细阐述基于SIW 技术的阵列天线设计原理，包括单元天线设计、馈电网络布局、辐射模式合成、阵列增益计算、方向图综合等关键技术。

特别关注SIW在实现高密度集成、简化馈电结构、控制互耦效应等方面的优势，以及如何利用SIW特有的传输特性来优化阵列性能。

SIW阵列天线实验研究：实验部分，本文将设计并制作若干款具有代表性的SIW阵列天线样机，涵盖线性、平面以及三维立体构型，覆盖不同的工作频段和应用场景。

通过网络分析仪、暗室测试系统等专业设备，对样机的反射系数（S11）、增益、轴比、方向图等关键性能指标进行实测，对比验证理论设计与仿真结果的准确性，并对可能存在的偏差进行深入分析与讨论。

应用前景与挑战探讨：本文将总结SIW技术在阵列天线领域的应用前景，探讨其在5G6G通信、雷达探测、卫星通信、无线能量传输等前沿领域的发展潜力，同时指出目前面临的技术挑战，如高二、基片集成波导的基本原理基片集成波导（Substrate Integrated Waveguide，SIW）是一种在介质基片中刻蚀出波导结构的电磁波传输介质。

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南京邮电大学硕士研究生学位论文
第一章 绪论
研究了此种新型的波导结构，他们发现周期性金属化通孔可以当做金属壁来使用。2000 年以 来，吴柯教授提出了基片集成波导SIW(Substrate Integrated Waveguide )的概念[7][8][9]，东南 大学洪伟教授等在SIW导波特性、不连续性、各种器件和微波系统方面做了深入的研究和实 验[10][11]，随后，基于SIW设计理念的大量的理论研究和器件被相继开发出来[12][13]。基片 集成波导是近些年来提出的一种高性能低损耗小型化的传输线，用周期性金属通孔代替传统 矩形波导的金属侧壁，其电磁波传播特性与传统的矩形波导类似并且可以在 PCB 板上或者 LTCC工艺实现，兼具有平面传输线和传统金属波导的优点，并且在电路连接上，可以与现在 的平面电路无缝的集成，众多的优点使得基片集成波导在微波毫米波电路领域成为未来电路 的发展趋势。 在微波毫米波电路系统的设计过程中，需要便宜和可靠的印刷电路以及其它平面封装技 术，基于PCB技术和LTCC技术设计出的微波器件和电路系统的性能，与材料的介电常数及损 耗角正切有密切的联系。在设计各种器件和电路之前，介质的介电常数和损耗角正切的测量 对器件的设计和制造尤为重要，介质损耗在微波毫米波段是不可忽略的一项重要指标。在过 去的几十年中，有大量的研究和设计有关于复介电常数和损耗角的测量方法，参看文献 [14][15][16][17][18]，在某些场合，而金属波导谐振法是最准确的测试测量方法，然而PCB板 及LTCC的测量方法则用传统的谐振法较难以实行， 而基于基片集成波导技术则很方便的将矩 形波导的优点带入到介电常数的测量当中，因而在要求不高的情况下，采用基片集成波导谐 振器的方法可以方便低成本的进行介质基板的特性测量。 近年来，无线通信特别是移动通信的迅猛发展，使得有限的频率资源日趋紧张，在频分 多址通信系统中为了避免系统干扰，射频前端需要性能优良的滤波器降低通带内的损耗和带 外信号的干扰。传统的腔体滤波器固然可以提供系统需要的高选择性，较低的插入损耗和高 品质因数，在对腔体滤波器体积要求比较低的场合，如雷达、通信基站等高功率的通信系统 中广泛采用。然而对系统的体积要求较高的场合，为了进一步减小滤波器的体积，通常用微 带线等平面传输线的方式实现滤波器的小型化。由于微带线等平面电路和器件较高的辐射损 耗，较低的品质因数，在微波毫米波频段上，微带滤波器还难以广泛应用，而基片集成波导 设计思路的出现，使得在高频段不但有利于实现电路和器件的小型化，又可达到所需的优异 的性能指标。在实现形式上，PCB 板上实现的 SIW 滤波器，如果所有腔体均在同一平面上， 体积依然偏大，而且多腔的耦合主要还停留在一维方向的耦合，不能有效的降低整个滤波器 的体积。而采用成熟的 LTCC 等多层工艺的封装技术，结合 SIW 的思路可以设计出的性能指 标可媲美接近腔体滤波器滤波器， 并且体积相对于微带平面半开放滤波器和基于 PCB 的 SIW 腔体滤波器更小。因此，基于 LTCC 的多层 SIW 的腔体滤波器的研究和设计有着很实际的意

基于基片集成波导（SIW）的多层转换器的设计与仿真基于基片集成波导（SIW）的多层转换器的设计与仿真0 引言基片集成波导(SIW)是一种立体的周期性结构，它可利用PCB、LTCC等集成工艺获得，并可通过金属通孔或者空气过孔限制向外辐射的电磁波，从而代替传统矩形金属波导或非辐射介质波导(NRD)的集成类波导结构。

和传统的矩形金属波导相比，SIW同样有着良好的传播特性，诸如品质因数高、易于设计加工等，同时较传统波导更为紧凑，具有体积小、重量轻等优点，而且这种结构易于集成，因而可大大减小原有微波毫米波波导器件以及建立在波导基础上的其它微波无源器件的尺寸、重量和价格。

基片集成波导技术可提供一种高品质的微波毫米波电路集成新技术，目前，它已逐渐为微波界所认识，并受到国际学术界与工业界的重视。

然而，该技术一个重要的问题就是它与其它形式的传输线之间的过渡问题(转换)。

微波有源器件大都是表面封装或芯片形式，在安装时需要共面电路结构(如共面波导、微带线等)。

因此，SIW与共面传输线的过渡问题是这项技术的一个重要前提，其最重要的指标是带宽及回波损耗。

1 SIW的基本原理矩形波导与微带线的转换在毫米波频段是较常用的一种。

对其转换的基本要求是传输损耗和回波损耗要低，而且应有足够的频带宽度;装配容易，同时具有良好的重复性和一致性。

另外，它还可与电路协调设计，十分便于加工制作。

SIW侧壁由周期排列的金属通孔构成，等效于在矩形波导的窄壁横向开槽，以使SIW只能传输TEno模。

实验证明，SIW的传输特性和矩形波导类似，因此，SIW可以转化为等效矩形波导，并运用矩形波导的理论加以设计，从而提高设计效率。

SIW的宽度W与等效矩形波导宽度W的等效关系如下：式中，d为金属通孔直径，s为相邻通孔中心间距，W为SIW宽度。

2 微带-探针-SIW异面转换结构采用异面结构，可设定下层基板为SIW，上层基板为普通PCB，并在上层基板上蚀刻微带线。

基片集成波导技术的研究基片集成波导技术的研究摘要：基片集成波导技术是一种在光通信领域中广泛应用的技术，它通过将波导器件集成在基片上，实现了光路的高集成度和紧凑性，极大地提高了光通信系统的性能和可靠性。

本文主要介绍了基片集成波导技术的研究进展和应用。

首先，介绍了基片集成波导技术的基本原理和特点。

随后，详细探讨了基片集成波导器件的设计和制备方法，包括光刻、离子注入、溅射沉积等。

接着，分析了基片集成波导器件的性能和优势，包括低损耗、高效率和稳定性等。

最后，介绍了基片集成波导技术在光通信领域中的应用，包括光开关、光调制器和光放大器等方面。

关键词：基片集成波导技术；光通信；波导器件；性能；应用1. 简介基片集成波导技术是一种在光通信领域中广泛应用的技术，它将波导器件集成在基片上，实现了光路的高集成度和紧凑性。

基片集成波导技术不仅可以提高光通信系统的性能和可靠性，还能够减少系统的功耗和体积，降低系统的成本。

因此，基片集成波导技术具有重要的研究和应用价值。

2. 基片集成波导器件的设计和制备方法2.1 光刻技术光刻技术是基片集成波导器件制备的核心技术之一。

它通过光敏胶和光遮罩的配合，实现了对光刻胶的局部曝光和显影，得到所需的波导结构。

光刻技术具有分辨率高、加工精度高的优势，能够满足基片集成波导器件制备的要求。

2.2 离子注入技术离子注入技术是基片集成波导器件制备的一种关键技术。

它通过注入离子束到基片中，改变材料的光学性能，实现波导结构的形成。

离子注入技术具有制备工艺简单、控制性能好的优势，能够满足基片集成波导器件制备的要求。

2.3 溅射沉积技术溅射沉积技术是基片集成波导器件制备的一种重要技术。

它通过将材料蒸发并喷射到基片上，实现波导结构的形成。

溅射沉积技术具有高效率、制备过程简单的优势，能够满足基片集成波导器件制备的要求。

3. 基片集成波导器件的性能和优势3.1 低损耗基片集成波导器件具有较低的光损耗，能够减少系统的信号衰减。