中文摘要：

毫米波因其波长短、频带宽和抗干扰能力强等优点，在雷达、通信和电子对抗等领域中的应用广泛。基于基片集成波导高次模的毫米波滤波器研究是面向毫米波领域，研究基片集成波导高次模理论,探索基于基片集成波导高次模的毫米波滤波器设计新思路，为通信和雷达等应用提供体积适中、成本低、功耗小及性能高的电路模块。本项目展开对基片集成波导高次模的理论研究，探索基片集成波导高次模传输理论、不连续性及互连方法、损耗特性及降低损耗理论和高次模耦合机理等问题；研究基于基片集成波导高次模的高性能毫米波滤波器设计理论、实现方法及验证。这项研究，将阐明基片集成波导高次模工作机理，提出的基于基片集成波导高次模的毫米波电路的设计理论与方法，是一种全新的探索，为其它毫米电路设计提供借鉴，具有重要的理论价值；同时本研究将为雷达、通信和航空航天等领域的提供价格低、功率容量大和电性能可靠的毫米波滤波器，具有广阔的市场和应用前景。

结论摘要：

伴随着无线通信技术的迅猛发展，新型微波毫米波结构也不断被用到电路中来。作为一种新型导波结构，基片集成波导(Substrate-Integrated Waveguide, SIW)是一种兼具金属波导功率容量大、Q值高和微带线体积小、重量轻等优点的平面波导。然而，由于微波电路尺寸与工作波长之间的可比拟性，随着工作频率不断升高，工作波长逐渐减小，电路尺寸急剧缩减，增加了对系统加工精度的要求。而采用高次模，可以在保证相当体积的前提下，让SIW电路工作在较高频段，满足通信的要求。项目主要研究内容包括1） SIW高次模的传播理论和腔体特性研究开展了SIW中微波传输模式的研究，分析SIW中高次模的传播理论，探索高次模式有效的激励方法和非工作模式的抑制技术；2) SIW的不连续性及互连方法研究开展了平面集成波导与传输线之间连接与建模技术的研究；3) 毫米波SIW损耗理论和功率容量特性研究建立了SIW的损耗模型和功率容量分析模型；4) SIW的高次模耦合机理及其调控方法研究针对SIW高次模耦合在滤波器中应用，设计出耦合系数矩阵综合软件，实现SIW中高次模式耦合特性分析和控制；5) 基于SIW高次模的毫米波滤波器设计理论与实验验证开展了SIW高次模与微带谐振器耦合的滤波器设计研究，通过多基片集成波导的特性和基片集成波导互联方法的研究，探索了基片集成波导谐振腔的设计方式，以及与微带线互联时的特性参数提取，并结合SIW的特性，实现了一款混合微带/基片集成波导高次模滤波器。同时，利用SIW接地面开槽的形式，激励起SIW中的高次模，并把它用在滤波器的设计中，以馈线开槽和接地开槽的形式分别控制外部耦合和内部模式耦合。开展了SIW高次模腔体耦合滤波器的研究，设计了耦合系数综合软件，用在这种滤波器的设计中，有效提高了基片集成波导高次模滤波器的设计效率，对其它类型的耦合谐振滤波器也有借鉴意义。