中文摘要：

随着通信和雷达系统中微波无源元件的不断小型化，元件内电热力混合多物理场的多重兼容性面临的问题越来越严峻，功率承载能力大幅减弱。小型化无源元件的功率容量问题已成为制约其发展和应用的关键因素之一。本项目拟在小型化无源元件的电热分析与仿真、功率容量的预测和改善、电热实验设计与验证等方面进行深入研究。具体包括1）研究小型化无源元件电磁-热混合物理场仿真方法、等效电路-热阻模型，提出面向电磁-热混合问题的场-路结合方法；2）采用物理、数学混合建模方法研究微带、共面波导、电磁带隙、基片集成波导等无源元件功率容量的快速、准确预测方法和改善途径；3）通过实验验证元件电热分析和功率容量预测结果，检验改善手段的有效性。本项目研究将为高性能小型化无源元件的电热分析和功率容量预测提供一整套建模、仿真和验证技术，定量研究影响其功率承载能力的关键因素，提出有效改善途径，指导无源元件小型化与高性能的平衡发展和应用。

结论摘要：

本项目按计划开展研究工作，实施期间取得的主要成果如下1）基于有限元方法研发出小型化无源元件电磁-热混合物理场仿真分析软件，基于等效热导网络提出多层电路结构温度分布快速分析方法，采用电磁场本征模展开法和热导网络实现面向无源电路电磁-热混合问题的场-路结合方法；2）采用热传输线、窄带滤波器耦合谐振器等物理模型实现电热混合建模，开发出典型无源元件尤其是带通滤波器的功率容量高效预测方法，并采用针对混合物理问题的场-路结合方法实现无源元件和封装布局的优化，进一步提出降低工作温升、改善功率容量的有效途径；3）将滤波、功分、耦合、巴伦等无源元件功能集成为一体，实现多种多功能协同设计的新型高性能小型化无源电路，从另一方面提升其功率承载能力；4）搭建微波电路电热测试平台，实现材料特性和滤波器耦合矩阵提取算法，测试和分析部分典型电路的电热耦合特性和平均功率容量。研究成果发表和录用论文20篇，其中SCI论文10篇，IEEE期刊论文6篇，授权发明专利1项、申请2项，项目负责人获国家科技进步二等奖和上海市科技进步一等奖。本项目研究为高性能小型化无源元件电热耦合和功率容量问题提供了较为完整的分析、测试和改善手段。