基于缺陷接地集成波导的新型微波电路研究

面向微波毫米波集成电路、片上系统等领域，探索综合利用平面集成波导的空间拓扑优点进行RF/微波电路设计的新思路，为无线通讯和雷达等应用提供体积小、成本低、性能优的子系统模块。本项目拟研究缺陷接地集成波导的混合模传播特征、传输线理论、不连续性分析、损耗理论、单元谐振器设计原理等内容，探索缺陷接地集成波导与其他平面传输线的互连新方法，阐明缺陷接地集成波导单元部件间耦合机理等重要理论问题。在此研究基础上，运用缺陷接地集成波导等平面导波结构，设计高性能、低成本微波电路。这些理论研究，有助于我们对缺陷接地集成波导形成一个更全面的认识，为将来的潜在应用打下坚实的理论和实验基础。同时，缺陷接地集成波导具有成本低、功率容量较高、重量轻等诸多优点，可广泛用于单片集成电路、射频微机械加工电路、多芯片模块、低温共烧陶瓷等集成电路系统，在未来微波技术和无线工程实践中具有广阔应用前景。

完成情况:. 在国家自然科学基金的支持下，通过三年的持续研究，本项目开展了诸多创新工作，取得了较为丰富的成果。不仅完成了对缺陷接地集成波导微波电路的深入分析，推导了一系列十分有用的公式，为缺陷接地集成波导相关电路的设计提供了一定的理论指导，设计了多款基于缺陷接地集成波导的新型微波电路，还进一步在高温超导微波电路设计方面，做了一定的研究，研发出几款新型的高性能高温超导微波电路。自项目开展以来，在国际学术杂志上发表论文36篇（SCI 收录32篇），录用5篇，在国际学术会议上发表论文9篇；出版论著1部；以本项目的研究成果获得授权发明专利9项；主持获得各级奖励3项，其中省自然科学奖二等奖1项。. 项目摘要：. 本项目主要围绕缺陷接地集成波导技术以及基于缺陷接地集成波导的微波电路设计进行理论和工程方面的研究，研究成果主要包括:分析了缺陷接地集成波导弯曲、宽度突变、中断、T型交接等不连续性场结构的感性和容性效应，建立了具有普适意义的缺陷接地集成波导的传输线模型；建立了二级和三级波导型缺陷阶跃阻抗(Defected SIR）传输线/谐振器的等效电路模型及集总参数提取算法，对其混合模传播特性及电路应用进行了分析，建立了缺陷接地集成波导结构中简并模，非简并模的耦合拓扑模型，提出了单元谐振器小型化和多谐振点的设计方法；在缺陷接地集成波导的互连方法研究方面，探索解决缺陷接地集成波导连接到微带线、共面波导的阻抗匹配和模式匹配问题，对互连中电场、磁场耦合损耗特性进行了分析，对金属通孔在缺陷接地集成波导三维互连中损耗特性做了探索性的研究分析；提出了如何减小缺陷接地集成波导辐射损耗，降低辐射损耗对临近电路的电磁干扰的方法，推导出简便有效的缺陷接地集成波导损耗公式；以平面集成波导为研究平台，综合应用不同平面传输线的优点，研制了几种基于缺陷接地集成波导的高性能、低成本的谐振器、滤波器和天线。在国家自然科学基金的支持下, 本项目的研究工作取得了很好的成果。在国际杂志上发表期刊论文36篇，录用5篇，国际会议论文9篇；出版论著1部；9项发明专利获得授权；主持获得各级奖励3项，其中省自然科学奖二等奖1项。培养教师和研究生12人。取得的各项成果均超过预定申请指标, 而且已经开始以本项目的研究成果为基础往工程应用方面转化。