基片集成波导技术的研究现状

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SIW技术是最近几年提出的一种新型波导结构，它的基本结构是上下底面为

金属层，中间位低损耗介质基片，然后在介质上添加两排金属化通孔或者金属柱，

这样就可以在介质基片上实现传统的金属波导传输特性。因此它具有矩形波导的优点，比如具有低辐射低插损，高Q值、高功率容量等优点。同时该结构又是在介质基片上实现的，所以这种结构能通过PCB或LTCC工艺精确实现。因此它又具有了微带电路的优点。比如小型化，容易连接。它还可以让无源器件和有源器件良好的连接和集成，从而使系统体积小。并且，基片集成波导微波毫米波器件的成本低，并且不需要调试，因此在微波毫米波电路中适合大批量应用。65559

SIW技术自提出以来，已经被广泛地应用到了微波电路的各个领域，应用SIW技术设计高性能的滤波器是其中一个重要的研究方向。2003年Prof．Deslandes设计了中心频率为28GHz的金属通孔耦合的三阶切比雪夫基片集成波导带通滤波器。接着众多学者将普通金属波导带通滤波器的设计理念和方法移植到了SIW中，实现了形式多样的SIW带通滤波器，获得了良好的性能。SIW带通滤波器的研究主要集中在以下几个方面：

1．SIW双模带通滤波器

采用双模谐振器理论设计带通滤波器是现在SIW技术研究的热点之一，这种滤波器主体部分是一个大尺寸的谐振腔，腔内两种振幅相同而相位相差180°的不同模式的电磁波耦合时，会在带外产生一个传输零点，从而增强滤波器在特定频率的带阻特性，改善滤波器的阻带。论文网

设计SIW双模带通滤波器时，可以通过改变微带馈线的接入位置和在腔体内不同位置开金属通孔来引入微扰以实现不同的滤波特性。还可以通过在两个SIW矩形双模谐振腔之间引入电感不连续性，实现简并模式的耦合，设计出具有对称带外传输零点的SIW双模带通滤波器，进一步地改善阻带特性。

除了矩形谐振腔外，圆形SIW腔体也可用来实现滤波器。文献利用基于圆腔和椭圆腔体的基片集成波导双模滤波器的互补特性实现了高性能的双工器，上下两个通带的中心频率分别是26GHz和25GHz，实测带内插入损耗分别是2．09dB和1．95dB，隔离度大于50dB。

2．SIW与微带低通滤波器结合

为了实现宽带带通滤波器，有学者将具有高通特性的SIW与普通的微带线阶梯阻抗低通滤波器结合，实现宽带特性。另外，可以将微带线阶梯阻抗滤波器与SIW带通滤波器级联，有效地抑制谐波，改善阻带特性。

3．SIW与EBG、DGS等结构结合实现宽带带通滤波器

周期性的EBG、DGS等结构都具有低通特性，将它们与SIW的高通传输特性结合，可以实现宽带带通滤波器。文献将嵌套的圆形补偿型开口谐振环刻蚀在SIW的上表面金属层上，所实现的宽带带通滤波器的相对带宽达到30％，带内插入损耗小于1．5dB，回波损耗小于．20dB，最大带外衰减达到50dB，具有较好的滤波特性。

4．SIW交叉耦合带通滤波器

交叉耦合带通滤波器在非相邻的谐振腔中引入耦合，在带外有限频率处实现传输零点，提高带外抑制能力，改善群时延特性。基于SIW技术的交叉耦合滤波器与传统的SIW滤波器相比，尺寸更加紧凑，具有更好的频率选择特性。文献中引入负耦合结构设计了源和负载耦合的SIW四阶交叉耦合带通滤波器，带内最小插损大约是ldB，带外产生了四个传输零点，提高频率选择特性的同时，群时延特性得到了改善。

5．折叠基片集成波导带通滤波器

2001年，Grigoropoulos等人提出了折叠基片集成波导(FSIW)的概念，FSIW的宽度近似为SIW的一半，厚度增加为原来的两倍，与SIW的开放式结构不同，FSIW实现带通特性的结构加载在两层介质中间的金属层上，有效地减小了辐射损耗。文献将SCMRC与折叠基片集成波导结合实现的宽带带通滤波器带宽达77．2％，具有宽带小型化的特点。