单模SIW的设计步骤

2019-04-14 16:52发布

本文旨在记录单模SIW(TE10)的设计过程。 参考文献:Guided-Wave and Leakage Characteristics of Substrate Integrated Waveguide                     电磁场与微波(矩形波导) SIW可以近似看成是填充介质的矩形波导。只是窄壁被金属过孔所代替。SIW的主要参数包括介质厚度h, 平行金属过孔之间的距离w, 相邻金属扩孔距离s, 金属过孔的直径d. 将SIW等效为矩形波导之后,等效宽度可表示为:     (1) 并且d,s需满足条件: d/w < 0.2;        s/d < 2;          (2) 对于工作在单模TE10模式下的SIW设计,我们可以从矩形波导的设计入手。(SIW只能传播TEn0模)   Step 1:  确定工作频率,比如 f = 60GHz.  确定填充介质, 比如εr=2.33. 那么工作波长 λ=3.28mm. Step2: 确定矩形波导的尺寸。 因为工作在TE10单模模式下,所以矩形波导的尺寸须满足: a<λ<2a;       b<λ/2 比如,我们取, a为3mm, b为1.5mm. Step3: 确定d和s。 根据公式(1)和(2)根据矩形波导的宽度先选定d, s的值。假设d/w=1/6,。则d=0.5mm, s选0.8mm。 (这里预先假设w=a,之后再仿真调试)   Step4:仿真微调s, d. Step5:馈电,阻抗匹配。 微带线到SIW的阻抗变换可以按照微带线到矩形波导的阻抗变换方法设计。微带线的阻抗公式以及矩形波导的阻抗公式,在一般的电磁场与微波书本中均有。