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平衡无源器件因其具有良好的抗干扰、抗噪声能力在现代高速无线通信系统中发挥着不可替代的作用。此外，基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide, SIW)技术已被广泛应用于微波毫米波器件的设计中，其具有体积小、插入损耗低、功率容量大且易于集成等优点。本文基于基片集成波导技术研制出了结构紧凑、高共模抑制的新型平衡SIW滤波器、功分器、定向耦合器、滤波交叉结以及巴伦滤波器。
本文的具体工作和创新如下：
1、 通过采用TM双模SIW腔和微带-槽线转换结构，设计出了一种具有高选择性和良好共模抑制能力的紧凑型平衡带通滤波器。在差模激励时，可以有效地激励起 SIW 腔中的一对TM 简并模，并且在通带边缘附近产生两个传输零点。同时，通过合理设计耦合缝隙的旋转角度和尺寸，可以在很宽的频率范围内实现较好的阻带性能。此外，由于磁流无法从虚拟的终端开路微带线传输到耦合缝隙，因此有效地抑制了共模信号。最终，对该平衡滤波器进行加工测试，仿真和测试结果吻合良好。
2、 依据理想电/磁导体(PEC/PMC)边界条件，由两个垂直堆叠的相同SIW或半模基片集成波导(HMSIW)单端器件以及在其公共地面上蚀刻的缝隙，构建出高共模抑制的多层平衡SIW或HMSIW无源器件。在共模激励下，缝隙区域可以等效为理想磁导体。当SIW高度小于四分之一波导波长(λg)时，理想电导体和理想磁导体之间的空间无法传输电磁波。因此， SIW 中的缝隙结构可以在很宽的频率范围内有效地抑制共模噪声。对于 HMSIW，人工表面等离激元(SSPP)结构被进一步加载到开路面附近的缝隙中以抑制槽线模式。在该设计方法中，共模抑制效果与差模响应基本无关，从而简化了设计和调谐过程。为了证实该设计方案，本文设计出了高共模抑制的平衡SIW滤波器、SIW功分器和HMSIW定向耦合器。对其进行加工测试，仿真和测试结果吻合良好。
3、分析了SIW的差分传输特性，研究发现了其具有固有的共模抑制特性。通过使用单层SIW腔和微带差分转换结构，提出了具有高共模抑制的紧凑型平衡带通滤波器和滤波交叉结。对于平衡SIW带通滤波器，其差模等效电路是对应的高度减半的单端SIW滤波器。进而，利用简并模TE102、TE201的正交特性，设计出一款性能良好的SIW平衡滤波交叉结。最后，由于SIW腔在差分和单端信号激励下的电场分布与谐振特性保持不变，设计了一款具有优异幅度不平衡和 180°相位差特性的巴伦滤波器。对上述平衡滤波器和滤波交叉结进行加工测试，仿真和测试结果吻合良好。
本文的具体工作和创新如下：
1、 通过采用TM双模SIW腔和微带-槽线转换结构，设计出了一种具有高选择性和良好共模抑制能力的紧凑型平衡带通滤波器。在差模激励时，可以有效地激励起 SIW 腔中的一对TM 简并模，并且在通带边缘附近产生两个传输零点。同时，通过合理设计耦合缝隙的旋转角度和尺寸，可以在很宽的频率范围内实现较好的阻带性能。此外，由于磁流无法从虚拟的终端开路微带线传输到耦合缝隙，因此有效地抑制了共模信号。最终，对该平衡滤波器进行加工测试，仿真和测试结果吻合良好。
2、 依据理想电/磁导体(PEC/PMC)边界条件，由两个垂直堆叠的相同SIW或半模基片集成波导(HMSIW)单端器件以及在其公共地面上蚀刻的缝隙，构建出高共模抑制的多层平衡SIW或HMSIW无源器件。在共模激励下，缝隙区域可以等效为理想磁导体。当SIW高度小于四分之一波导波长(λg)时，理想电导体和理想磁导体之间的空间无法传输电磁波。因此， SIW 中的缝隙结构可以在很宽的频率范围内有效地抑制共模噪声。对于 HMSIW，人工表面等离激元(SSPP)结构被进一步加载到开路面附近的缝隙中以抑制槽线模式。在该设计方法中，共模抑制效果与差模响应基本无关，从而简化了设计和调谐过程。为了证实该设计方案，本文设计出了高共模抑制的平衡SIW滤波器、SIW功分器和HMSIW定向耦合器。对其进行加工测试，仿真和测试结果吻合良好。
3、分析了SIW的差分传输特性，研究发现了其具有固有的共模抑制特性。通过使用单层SIW腔和微带差分转换结构，提出了具有高共模抑制的紧凑型平衡带通滤波器和滤波交叉结。对于平衡SIW带通滤波器，其差模等效电路是对应的高度减半的单端SIW滤波器。进而，利用简并模TE102、TE201的正交特性，设计出一款性能良好的SIW平衡滤波交叉结。最后，由于SIW腔在差分和单端信号激励下的电场分布与谐振特性保持不变，设计了一款具有优异幅度不平衡和 180°相位差特性的巴伦滤波器。对上述平衡滤波器和滤波交叉结进行加工测试，仿真和测试结果吻合良好。