0 引言

　　基片集成波導(dǎo)(SIW)是一種立體的周期性結(jié)構(gòu),，它可利用PCB,、LTCC等集成工藝獲得，并可通過金屬通孔或者空氣過孔限制向外輻射的電磁波,，從而代替?zhèn)鹘y(tǒng)矩形金屬波導(dǎo)或非輻射介質(zhì)波導(dǎo)(NRD)的集成類波導(dǎo)結(jié)構(gòu),。

　　和傳統(tǒng)的矩形金屬波導(dǎo)相比，SIW同樣有著良好的傳播特性,，諸如品質(zhì)因數(shù)高,、易于設(shè)計加工等，同時較傳統(tǒng)波導(dǎo)更為緊湊,，具有體積小,、重量輕等優(yōu)點，而且這種結(jié)構(gòu)易于集成,，因而可大大減小原有微波毫米波波導(dǎo)器件以及建立在波導(dǎo)基礎(chǔ)上的其它微波無源器件的尺寸,、重量和價格?；刹▽?dǎo)技術(shù)可提供一種高品質(zhì)的微波毫米波電路集成新技術(shù),，目前，它已逐漸為微波界所認識,，并受到國際學(xué)術(shù)界與工業(yè)界的重視,。

　　然而，該技術(shù)一個重要的問題就是它與其它形式的傳輸線之間的過渡問題(轉(zhuǎn)換),。微波有源器件大都是表面封裝或芯片形式,，在安裝時需要共面電路結(jié)構(gòu)(如共面波導(dǎo)、微帶線等),。因此,，SIW與共面?zhèn)鬏斁€的過渡問題是這項技術(shù)的一個重要前提,，其最重要的指標是帶寬及回波損耗。

　　1 SIW的基本原理

　　矩形波導(dǎo)與微帶線的轉(zhuǎn)換在毫米波頻段是較常用的一種,。對其轉(zhuǎn)換的基本要求是傳輸損耗和回波損耗要低,，而且應(yīng)有足夠的頻帶寬度;裝配容易，同時具有良好的重復(fù)性和一致性,。另外,，它還可與電路協(xié)調(diào)設(shè)計，十分便于加工制作,。

　　SIW側(cè)壁由周期排列的金屬通孔構(gòu)成,，等效于在矩形波導(dǎo)的窄壁橫向開槽，以使SIW只能傳輸TEno模,。

　　實驗證明,，SIW的傳輸特性和矩形波導(dǎo)類似，因此,，SIW可以轉(zhuǎn)化為等效矩形波導(dǎo)，并運用矩形波導(dǎo)的理論加以設(shè)計,，從而提高設(shè)計效率,。SIW的寬度W與等效矩形波導(dǎo)寬度W的等效關(guān)系如下：

　　式中，d為金屬通孔直徑,，s為相鄰?fù)字行拈g距,，W為SIW寬度。

　　2 微帶-探針-SIW異面轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)

　　采用異面結(jié)構(gòu),，可設(shè)定下層基板為SIW,，上層基板為普通PCB，并在上層基板上蝕刻微帶線,。上層微帶線通過金屬探針與下層SIW連接,，探針與SIW底部接觸。

　　為使能量更好的通過探針進入SIW,，可在上層基板探針周圍設(shè)計一種包圍它的金屬柱,，并適度調(diào)節(jié)該轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的各參數(shù)值，以最終得到圖1所示的微帶-探針-SIW異面轉(zhuǎn)換的結(jié)構(gòu)圖,。

　　該結(jié)構(gòu)的上下基板厚度h均為0.508 mm,，探針半徑R_pin為0.28 mm，探針中心距底邊圓柱中心的距離Distance為2.465mm,，SIW上層蝕刻圓孔半徑R_cave為0.6 mm,。

　　該結(jié)構(gòu)的工作頻率為15GHz，在11.51～13.74GHz,、14.76～25.38 GHz頻段內(nèi),，其回波損耗均在-10 dB以下,，插入損耗總體小于-0.8 dB，因此,，該結(jié)構(gòu)在兩個頻段內(nèi),，均表現(xiàn)為帶通特性。

　　而在14.31～14.47GHz頻段內(nèi),，回波損耗大于-2 dB,，插入損耗小于-10 dB，表現(xiàn)為帶阻特性,。最終整體呈現(xiàn)為雙帶通且寬頻帶的帶通濾波特性,，其仿真結(jié)果如圖2所示。

　　3 結(jié)束語

　　本文設(shè)計仿真的多層轉(zhuǎn)換器,，表現(xiàn)出了良好的傳播特性,，而且工藝要求低、加工簡單,，易于實現(xiàn),。該轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)在Ku波段和K波段能夠分別實現(xiàn)100%和86.82%良性傳播，且比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)更緊湊,，也更便于實際應(yīng)用,，完全適應(yīng)微波器件日趨小型化的要求。該結(jié)構(gòu)可用于設(shè)計常用微波器件,、天線饋電結(jié)構(gòu)等,，故在現(xiàn)實生產(chǎn)生活中具有廣泛的應(yīng)用前景。