一種k波段siw傳輸線及其設(shè)計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及微波、傳輸線技術(shù)。提出了一種K波段SIW傳輸線及其設(shè)計(jì)方法：通過在介質(zhì)基片上打上兩排正方形通孔，正方形通孔的兩條平行邊平行于傳播方向,正方形孔的邊長0.4mm<d≤0.8mm，兩排金屬通孔的行距w<8mm，s是同一排相鄰兩個(gè)金屬通孔的間距0.4<d/s<0.8，SIW的傳播常數(shù)和介質(zhì)波導(dǎo)寬邊的等效公式為weff＝w-d。通過改變通孔形狀，實(shí)現(xiàn)了一種傳輸性能滿足實(shí)際需求，體積小，功率容量高，可用帶寬達(dá)到滿頻帶，并與介質(zhì)波導(dǎo)有精確的等效公式的新型SIW傳輸線。使設(shè)計(jì)平面電路的各種微波器件時(shí)，有了一種新的結(jié)構(gòu)選擇方案。
【專利說明】一種K波段SIW傳輸線及其設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及微波、傳輸線技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在過去的幾十年內(nèi)，傳輸線技術(shù)的研究有了很大進(jìn)展。在傳統(tǒng)的波導(dǎo)之外，還出現(xiàn) 了微帶線、帶狀線等微帶型結(jié)構(gòu)。以上幾種傳輸線都有各自的優(yōu)點(diǎn)與缺陷。波導(dǎo)結(jié)構(gòu)能傳 輸較大的功率，損耗較小，傳輸性能好，但是體積較大，不易實(shí)現(xiàn)與各種平面電路的集成；微 帶型結(jié)構(gòu)體積較小，易于集成，但是損耗較大，傳輸性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。
[0003] 基片集成波導(dǎo)SIW(Substrate Integrated Waveguide)是一種新型的微波傳輸結(jié) 構(gòu)。SIW傳輸線是一種兼顧波導(dǎo)和微帶結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)的傳輸線。SIW的結(jié)構(gòu)通常是在介質(zhì)基片 上打上兩排金屬通孔，以代替介質(zhì)波導(dǎo)的窄邊。電磁波從而被限制在接地的上下邊界和金 屬通孔之間。并且由于金屬通孔的不連續(xù)性會(huì)切斷TM模式的管壁電流，因此SIW中只有TE 模式存在。同矩形波導(dǎo)一樣，TEltl模為主模。
[0004] SIW結(jié)構(gòu)擁有與微帶結(jié)構(gòu)類似的體積，傳輸性能優(yōu)于微帶，但是弱于波導(dǎo)。2002至 2005年加拿大蒙特利爾大學(xué)吳柯教授等人在IEEE上發(fā)表了一系列文章，提出了設(shè)計(jì)SIW結(jié) 構(gòu)的等效公式
【權(quán)利要求】
1. 一種K波段SIW傳輸線，在介質(zhì)基片上打上兩排通孔，其特征在于：所述通孔為正方 形，且其兩條平行邊平行于傳播方向，正方形通孔的邊長0. 4mm〈d < 0. 8mm，兩排金屬通孔 的行距w〈8mm，s是同一排相鄰金屬通孔的間距0. 4〈d/s〈0. 8, SIW的傳播常數(shù)和介質(zhì)波導(dǎo)寬 邊的等效公式為wrff = w-d。
2. 如權(quán)利要求1所述K波段SIW傳輸線的設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟： 步驟一、按照?qǐng)A孔SIW結(jié)構(gòu)的經(jīng)驗(yàn)公式，得出傳統(tǒng)K波段SIW傳輸線的各參數(shù)，以得到 圓孔SIW傳輸線的性能； 步驟二、將d作為正方形通孔的邊長，孔間距和寬度仍使用s和w，以此作為正方形孔 SIW傳輸線的初始值仿真； 步驟三、分別對(duì)d、s、w，固定兩個(gè)參數(shù)，掃描剩下一個(gè)參數(shù)，以較大步長，確定最優(yōu)值的 大致范圍； 步驟四、對(duì)d、s、w同步掃參，以確定其符合要求的最優(yōu)值； 步驟五、對(duì)參數(shù)掃描中不同的d、s、w的值，用HFSS計(jì)算得到SIW的傳播常數(shù)，并分別與 相同傳播常數(shù)的介質(zhì)波導(dǎo)相對(duì)應(yīng)，以歸納得到SIW和介質(zhì)波導(dǎo)寬邊的等效公式weff = w-d， 依據(jù)等效公式和各參數(shù)取值范圍〇. 4mm〈d〈0. 8mm，5mm〈w〈7mm，s = 2d±0. 3mm，確定各參數(shù) 值。
【文檔編號(hào)】H01P3/00GK104393385SQ201410704866
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】鄧龍江, 黃崇維, 謝海巖, 汪曉光, 陳良, 梁迪飛 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)