【摘 要】
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5G无线通讯时代已经到来,高性能、小型化和低成本成为通信设备的基本要求,所以作为组成分子的各部分模块也必须性能要高、尺寸要小。而且随着电磁环境的愈发复杂,对微波器件在成本、重量、可集成度等性能指标上也提出了更高的要求。介质集成悬置线（Substrate Integrated Suspended Line,SISL）正是一种满足这一需求的新型传输线,其还具有低损耗、结构紧凑、自封装等特性。本文正是基
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5G无线通讯时代已经到来,高性能、小型化和低成本成为通信设备的基本要求,所以作为组成分子的各部分模块也必须性能要高、尺寸要小。而且随着电磁环境的愈发复杂,对微波器件在成本、重量、可集成度等性能指标上也提出了更高的要求。介质集成悬置线（Substrate Integrated Suspended Line,SISL）正是一种满足这一需求的新型传输线,其还具有低损耗、结构紧凑、自封装等特性。本文正是基于此背景对新型介质集成传输线与无线通信系统模块的结合进行了研究。论文首先阐述了传输线和超材料的基本理论,分析了谐振型超材料单元的谐振特性和结构尺寸对谐振频率的影响,对S参数反演算法存在的问题进行了研究和探讨。其次,设计了一种三维I型超材料单元,研究了这种单元结构的电磁谐振特性,证明其在电谐振响应下具有高介电常数的特性,谐振单元最高在9.5GHz达到了220的等效介电常数。利用SISL多层基板设计的灵活性,将I型三维超材料单元结构周期性排列在介质板上,应用超材料在谐振频率左侧的高等效介电常数特性,设计了一款小型化的低通滤波器,截止频率为3GHz,滤波器的尺寸缩小到仅为原来大小的57.2%。本论文所研究的高介电常数超材料为射频微波电路的小型化提供了新的参考方向。论文最后利用SISL平台损耗低、易集成、自封装的特性,设计了基于有源芯片的K波段宽带混合集成功率放大器。为了解决其测试和集成互连的问题,设计了K波段的宽带SISL到接地共面波导的过渡结构。通过与微带测试板的对比,凸显了SISL低损耗、优良的电磁屏蔽、高集成度和自封装方面的优势。此外,设计的过渡结构也为SISL在K波段相关电路的发展奠定了一定的基础。
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