微带线和波导是两种重要的微波、毫米波传输系统。微带线作为一种平面电路结构,便于系统的集成,但损耗较大。波导具有极小的传输损耗和高Q值,但由于体积较大,不利于系统的集成和小型化。基片集成波导(substrate Integrated Waveguide)是近年来提出的一种新型微波毫米波传输结构,它具有矩形波导和微带线的一系列优点,如矩形波导的高品质因数、低损耗和微带线的体积小、重量轻、易于集成等优点。因此利用它可实现高性能集成微波毫米波器件,并广泛应用到微波毫米波系统中。自从1987年Yablonoviteh和John各自独立的提出“光子晶体”这一概念以来,光子带隙结构(Photonic Band Gap,简称PBG)在微波与毫米波集成电路中的应用越来越成为研究热点。光子带隙结构中存在着类似于半导体中的禁带,称为光子带隙。该结构由一种介质材料在另一种介质材料中按一定规律分布所构成,具有带阻特性。光子带隙结构在微波电路的集成度、尺寸、重量与成本上都具有不可替代的优势。第三章首先介绍了基片集成波导的结构和传输特性,研究了集成波导与矩形波导之间的等效关系,其次介绍了光子带隙结构(Photonic Band Gap,PBG)的传输特性,分别设计了矩形槽带隙结构滤波器和蝶形带隙结构滤波器,利用传统PCB工艺加工滤波器实物,用安利矢量网络分析仪对滤波器实物进行了测试,测试结果表明:矩形槽带隙结构滤波器中心频率为5.0 GHz,通带从3.8 GHz到6.5 GHz,通带内最小插入损耗为1.6dB,相对带宽达到54%.蝶形带隙结构滤波器中心频率为4.78GHz,带内最大插入损耗小于-1.346dB,最大回波损耗为-10.87dB.集成波导滤波器不仅解决了传统矩形波导难于与平面电路集成的问题,而且带隙结构陡峭的带外抑制特性使得带通滤波器通带内波纹平坦、插损小,阻带较深较陡峭,极大地提高了滤波器的性能。半模基片集成波导是一种新型的导播结构,它不仅具有集成波导低插入损耗、高功率容量等特点,而且其尺寸几乎为传统集成波导的一半。其次,设计了基于半模集成波导结构的T形带隙结构滤波器,半模集成波导滤波器通带特性较好,而且尺寸是传统集成波导滤波器的一半,达到了小型化的要求。第四章中,参考矩形波导功分器中加载电感销钉可以减小功分器反射损耗的方法,以及基片集成波导功分器的设计原理,设计了加载电感销钉的集成波导功分器,功分器中心频率为7.6GHz,频带范围从7.1 GHz到8.1 GHz,带内回波损耗小于-14dB.为了满足器件小型化的要求,设计了一个半模基片集成波导双工器,双工器上、下行通道滤波器采用半模集成波导带隙结构滤波器构成,下行通带中心频率为6.4GHz,通带从6.16GHz到6.64GHz,回波损耗小于-11dB,上行通带从7.63GHz到8.17GHz,带内回波损耗在-15dB以下。仿真结果表明,采用该方法设计的双工器回波损耗和插入损耗较小,且易于与平面电路集成。第五章为全文总结以及对今后研究工作的展望。