[发明专利]一种SIW传输线

说明书

技术领域

本发明涉及微波、传输线技术，具体涉及一种SIW传输线。

背景技术

近年来，传输线技术的研究有了很大的发展。继传统波导之后，相继出现了带状线、微带线、槽线等微带型结构。以上几种传输线具有各自的优点和缺陷。传统波导传输功率大，传输性能好，损耗小，但是体积比较大，难以和其他元器件集成；而微带型结构体积较小易于集成，但是损耗较大。

基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide.SIW)是一种可集成于介质基片中的传输线结构。SIW通常是在介质基板上打两排金属通孔，再在基板两面覆以金属得到的。在保证传输线上能量不泄露的情况下，将通孔阵列等效为金属壁，传输特性则可近似矩形波导分析。SIW结构具有传统波导和微带型结构传输线的优点，即具有低辐射、低插损、较高Q值、高功率容量、小型化、易于连接等优点，且可将无源器件、有源器件和天线等所有通信器件集成在同一衬底上。然而，目前科技发展在传输线上的各种倾向性参数需求也愈发明显，现有SIW在参数性能上，仍有改进的空间。

发明内容

本发明针对上述存在问题或不足，提供了一种SIW传输线，其同等情况下其插入损耗和回波损耗均优于现有SIW，应用于X波段。

该SIW传输线，包括两面覆金属层的介质基板，介质基板设置有两行相互平行的金属通孔，金属通孔贯穿介质基板及其覆着的金属层形成基片集成波导，还包括两行磁性介质圆柱。

所述两行磁性介质圆柱设置于两行金属通孔内侧，并与其平行，各行磁性介质圆柱的中心线与同侧金属通孔中心线的行距相等，其距离w1为0.3mm-1.2mm；各行磁性介质圆柱由相同的磁性介质圆柱等间距构成。

其设计方法如下：

步骤1：根据SIW经验公式:以及本发明结构SIW经验公式s＝2.5*d-0.3601；得到对应的中心频率和金属通孔的直径d，相邻金属通孔孔间距s，两行金属化通孔之间的距离w。

步骤2：将磁性介质圆柱的直径d2，相邻圆柱间隙s2，应用经验公式d＝1.133*d2+0.04；s2＝5.618*d2+-0.7136；扫描磁性圆柱行与金属通孔行的最短距离，得到最优化尺寸；固定s,d,s2,d2四个参数中一个参数，扫描其它参数的到最优的尺寸解。

综上，本发明通过在传统SIW结构中紧靠两行金属通孔加入两行与其平行的磁性圆柱形成本发明结构SIW传输线，从而实现在相同直径下插入损耗和回波损耗的性能优于现有结构。

附图说明

图1本发明结构示意图；

图2a为本发明的S12参数仿真结果，b为相同条件下现有结构SIW传输线的S12参数仿真结果；

图3a为本发明的S11参数仿真结果，b为相同条件下现有结构SIW传输线的传输线的S11参数仿真结果；

图4a为本发明提供的SIW传输线的VSWR曲线，b为相同条件下现有结构SIW传输线的VSWR曲线；

图5a为本发明提供的SIW传输线的传播常数，b为相同条件下现有结构SIW传输线的传播常数；

图6a为本发明提供的SIW传输线的衰减常数，b为相同条件下现有结构SIW传输线的衰减常数。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。

步骤1：根据SIW经验公式:以及本发明结构SIW传输线经验公式s＝2.5*d-0.3601；得到对应的中心频率和金属通孔直径d，相邻金属通孔孔间距s，两排金属化通孔之间的距离w。

步骤2：对步骤1得到的d、s、w参数，固定其中两个参数，扫描剩下的一个参数，进一步优化传输线的尺寸与性能参数；

步骤3：磁性圆柱的直径为d2及圆柱间隙为s2，应用经验公式d＝1.133*d2+0.04；s2＝5.618*d2+-0.7136；扫描磁性圆柱距离金属通孔的距离，得到最优化尺寸；固定s,d,s2,d2四个参数中一个参数，扫描其它参数的到最优的尺寸解。

从图2a与图2b，对比可见，本发明在插入损耗上优于现有SIW结构。

从图3a与图3b，对比可见，本发明在回波损耗上优于现有SIW结构。

从图4、图5与图6，可见在驻波比、传播常数与衰减常数，本发明与现有结构性能相当。

综上可见，本发明通过在传统SIW结构中紧靠两行金属通孔加入两行与其平行的磁性圆柱形成本发明结构SIW传输线，从而实现在相同直径下插入损耗和回波损耗的性能优于现有结构。