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基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)是近年来受到广泛关注的一种新型传输线结构。传统的金属波导器件尽管有很好的性能,但是其庞大的体积和重量限制了在平面集成电路中的应用。基于SIW技术设计实现的微波元器件在保有波导器件的高品质因子、高功率容量、良好的抗干扰性能等优点的同时,它还具备许多传统平面电路的优点,例如:损耗小、成本低、加工制作工艺简单、容易和其他平面电路集成等优点。因此,SIW技术广泛应用于设计微波毫米波中的的各种有源器件和无源器件。本文研究了SIW这种新型导波结构的传播特性及应用,提出了一种新的数值校正方法,即Short-Open Calibration(SOC)技术,可以准确有效的提取SIW的传播常数,并给出SOC技术的几个实际应用案例。为进一步拓展SIW技术在微波毫米波集成通信电路中的设计和应用,本文同时还设计了几个基于SIW技术实现的无源电路。论文主要工作如下:(1)提出了一种新的数值校正方法,即SOC技术。这种方法可以准确快速的提取SIW和HMSIW的相位常数和衰减常数。给出了SOC方法收敛性和稳定性的证明。(2)给出SOC方法的三个实际应用案例。(1)应用SOC方法分析了SIW导波结构中参数变化对其传播特性的影响;(2)应用SOC方法提取HMSIW的传播常数,以此为基础预测天线的辐射特性并实验验证;(3)应用SOC方法分析了Corrugated SIW(CSIW)的工作模式和传播特性,给出了CSIW导波结构设计的经验规则。(3)设计了一款新的SIW-to-CPW过渡结构,利用非对称的阶跃阻抗变换器结合电流探头过渡结构,来提高其工作带宽,同时给出了等效电路模型和实际测试结果。(4)设计了耦合比不同的SIW多路耦合器。应用射线追踪法描述了波在耦合器内的传播路径,并给出了每个反射点的场计算公式。导出了耦合器输出口的耦合系数的计算公式。同时给出了耦合窗中通孔间距的选择标准,最后通过实例验证了所提方法的准确性。(5)设计了一款基于SIW多层结构的无源衰减器,利用环形谐振器提取了有耗介质在Ku频段内的相对介电常数和损耗角正切的值。给出了衰减器的等效电路模型,最后加工实验验证。(6)利用互补开口环谐振器(Complementary Split Ring Resonator,CSRR)结合SIW方形腔设计了一种新的三模滤波器,利用方形腔的最低次简并模和CSRR谐振模构建滤波器通带内的三个谐振模式。通过改变CSRR的尺寸从而在一定范围内可以控制滤波器工作带宽的变化。电路设计灵活方便。设计的滤波器具有陡峭的矩形系数和高的带外抑制度。给出三个滤波器的设计实例来证明所提方法的准确性。