SIW采用不同阻抗定义对设计基片集成波导和微带过渡结的影响分析

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摘要基片集成波导与其他形式传输线之间的过渡问题是基片集成波导技术的重要问题之一。由微波知识知道，当二者阻抗匹配时，过渡结构最佳。阻抗定义有三种，且三种定义得到的等效阻抗具有不同的系数，采用哪种阻抗定义来实现基片集成波导转换器的设计要根据结构而定。本文根据三种不同的阻抗定义设计了基片集成波导（SIW）及其微带过渡，利用HFSS软件进行仿真分析。比较了采用三种不同阻抗定义下的基片集成波导和其微带过渡的电磁特性，选择工程中最佳阻抗定义。61121

毕业论文关键词基片集成波导微带转换阻抗定义 HFSS仿真

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title Analysis the influence of different impedance definition for the design of transition structure between substrate integrated waveguide and microstrip line

Abstract The transition structure between the substrate integrated waveguide and other forms of transmission line is one of the important problems of the technology about substrate integrated waveguide. According to microwave knowledge, when the two impedances matche，the property of the transition structure is the best. There are three kinds of impedance defined，and the three kinds of equivalent impedance definition have different coefficient. What kind of impedance definition should be chosen is decided by specific structure. This paper designed a transition structure between substrate integrated waveguide（SIW） and microstrip line with three different definitions of impedance，and used HFSS software to simulate and analysis. With the electromagnetic characteristics of the transition structure between substrate integrated waveguide and microstrip line designed by three different definitions of impedance were compared，We can choose the best definition.

Keywords Substrate integrated waveguide microstrip transition impedance definition HFSS simulation

1 引言5

2 基片集成波导的结构和等效设计7

3 基片集成波导和微带转换的设计 8

3.1 微带线的特性阻抗计算方法 9

3.2 基片集成波导与微带过渡 10

4 基片集成波导和微带转换结构的建模及仿真12

4.1 用HFSS建立基片集成波导与微带过渡结构模型的步骤13

4.2 3种不同阻抗定义下的仿真结果 14

结论 23

致谢 24

参考文献25

1 引言

本章首先讲述的是基片集成的波导研究背景及现状，然后叙述了我所要研究的具体内容和将采用的方法。

1.1 基片集成波导的研究背景及现状源]自=751-·论~文"网·www.751com.cn/

1.2 本文研究的内容和方法

基片集成波导上下底面为金属层，中间是低损耗介质基片，介质两边是两排金属化通孔或者金属柱，其传播特性与金属矩形波导类似。为了实现基片集成波导器件的测试以及便于和其他器件集成，设计一种转换结构是十分必要的。我们知道微带线内传输准TEM模，而基片集成波导内传输TEn0模，这使得它们之间的低损耗连接成为可能。所以，我们可以设计一种基片集成波导-微带线的过渡结构，只要在实现基片集成波导器件和微带线之间的集成以后，再使用微带线到其他形式电路的集成方法，就可以实现基片集成波导器件和其他器件之间的集成。如何才能让基片集成波导和微带线的过渡结构具有低插损、频带宽的优点是本文研究的重点。由于基片集成波导特性与矩形波导类似，我们知道在矩形波导中，宽边尺寸相同但是窄边尺寸不同的波导连接时，波在连接处就会产生反射，因此就不能用波阻抗来处理不同尺寸波导的问题，为此需要引入波导等效阻抗。同理，在基片集成波导中与微带过渡结的连接也需要考虑到这个问题。根据电路理论我们知道，等效阻抗定义有三种形式定义：等效电压电流法、等效电压功率法和等效电流功率法。三种定义得到的等效阻抗具有不同的系数，采用哪种等效实现基片集成波导的设计，另一端的微带线也要采用同样的等效阻抗才可。那么，三种阻抗定义对基片集成波导和微带转换设计有怎样的影响就是本文要探讨的具体问题。