集成基片间隙波导的原理及无线通信系统应用

本书研究的是以电磁波形式传输声音、文字、数据、图像和视频等的无线通信系统。英国物理学家麦克斯韦的电磁方程组完备地阐释了电磁波传播的基本规律和定律，描述了电场、磁场与电荷密度、电流密度之间的偏微分方程。目前无线通信系统的工作频段都集中在微波频段，即通过频率范围为300 MHz～300 GHz的电磁波传播。传统的电路形式包括金属矩形波导、金属圆形波导等，其传输功率高，但在印刷电路板电路中存在难以集成的缺点，而传统的微带线电路存在高频辐射损耗大的缺点。

近年来随着微波毫米波电路的发展，以基片集成为手段的波导技术及滤波器、天线应用的研究越来越受到学术研究者和工业界的关注，促使通信系统向小型化、集成化、多功能性方向发展。近几年提出的集成基片间隙波导(integratedsubstrate gap waveguide,ISGW)技术利用印刷电路板技术实现了电路的自封装，降低了传统传输线在毫米波甚至亚毫米波频段的高辐射损耗，可以应用于滤波器、天线、功分器和耦合器等通信电路设计中，具有良好的电路性能。

第1章 概述 1

1.1 无线通信系统的波导传输线 1

1.2 ISGW的应用4

1.3 波导的研究方法 6

1.4 本章小结 8

本章参考文献 9

第2章 波导基础理论 15

2.1 电磁场基本理论15

2.2 传输线理论18

2.3 传输性能参数 19

2.4 不同种类的波导传输线22

2.5 本章小结29

本章参考文献 30

第3章 集成基片间隙波导的传播特性 31

3.1 EBG 的电路特性31

3.2 ISGW的电路结构和传播特性33

3.3 ISGW的特性阻抗 40

3.4 ISGW的有效相对介电常数 41

3.5 ISGW的传播常数 48

3.6 其他频段的 ISGW模型的有效相对介电常数提取结果49

3.7 本章小结51

本章参考文献 52

第4章 集成基片间隙波导缝隙天线 54

4.1 天线基本参数 55

4.2 缝隙天线辐射原理56

4.3 ISGW馈电的缝隙天线 59

4.4 可调谐的 ISGW馈电的缝隙天线68

4.5 ISGW带阻滤波天线 73

4.6 本章小结89

本章参考文献 89

第 5章 集成基片间隙波导带通滤波器 95

5.1 相关理论96

5.2 ISGW腔体滤波器 102

5.3 ISGW微带脊滤波器 110

5.4 本章小结 123

本章参考文献 123

第6章 集成基片槽间隙波导125

6.1 ISGW槽间隙波导 125

6.2 ISGW槽间隙波导的特性阻抗研究 131

6.3 ISGW槽间隙波导的特性分析 137

6.4 加工测试及比较 144

6.5 波导不连续性研究 147

6.6 ISGW槽间隙的滤波器研究 152

6.7 本章小结 156

本章参考文献 157