高频段毫米波平面一体化电路与器件研究

基片集成的概念一经提出，立刻引起了广泛的重视，这是因为应用这一概念可以将一些立体电路，比如说经典的金属波导器件与电路直接制作在普通的电路板上，把立体电路平面化。这与微波、毫米波电路的平面化和一体化的发展趋势相吻合。目前已成为国内外的研究热点，大量的研究成果已经见诸于会刊、杂志和会议。这些研究成果主要集中在基片集成波导（SIW）电路上，工作频率一般在40GHz以内。当需要开发更高频率的毫米波电路时，由于金属损耗将随频率增加而成为主要问题时，非辐射介质波导因其金属损耗最小，而成为优秀的候选方案。但非辐射介质波导是一种立体电路，加工复杂。尽管目前已有一些尝试将基片集成的概念用在非辐射介质波导上，但仍然是立体电路。有鉴于此，本项目提出了一种在普通的电路板上直接制作非辐射介质波导的方案，形成一种真正意义上的平面电路-基片集成非辐射介质波导（SINRD）电路。服务于更高频率上的毫米波电路。

随着通信技术不断发展，未来移动通信技术必然要走向毫米波频段。随着工作频率不断提高，各种电子设备迅速向小型化、轻量化、高可靠、多功能和低成本方向发展，现代微波毫米波电路系统的功能越来越复杂、电性能指标要求越来越高，而体积越来越小、重量越来越轻。基片集成电路(SIC)采用平面与非平面波导集成化技术，能有效地实现系统的无缝集成，具有低成本、高性能、高集成度的优势。基片集成技术主要有两种类型，一种是以基片集成波导（SIW）为核心，设计一系列的无源和有源电路和器件，第二类集成技术是以基片集成非辐射介质波导（SINRD）为核心的，在普通的印刷电路板上直接制作非辐射介质波导而构成的。其特点是金属损耗很小，制作工艺非常简单，但激励比较困难。近几年来，我们倡导的紧凑型基片集成电路和金属损耗小的概念提供了一种高品质的微波毫米波电路集成新技术，目前已受到国际学术界与工业界的重视。在国家自然科学研究基金的资助下，我们针对次类型的基片集成电路开展了一系列基础性研究，提出和采用多种方法分析了基片集成非辐射介质波导的传播特性，基于基片集成技术设计研制了高性能的滤波器、定向耦合器、谐振器、天线等微波毫米波无源电路。在本领域最高学术刊物IEEE Trans.on MTT 等刊物和会议上发表论文多篇，获得发明专利1项、实用新型专利4项，并提交了9项发明专利申请。此外，在开展项目研究的过程中，培养士研究生8名，并有4名博士研究生和12名硕士在培。