SIW-SSPP集成混合电路小型化圆极化漏波天线设计

作     者：姜雄飞 韩坤霖 王勇 毛章 鲍秀娥 孙厚军 司黎明 JIANG Xiongfei;HAN Kunlin;WANG Yong;MAO Zhuzhang;BAO Xiue;SUN Houjun;SI Liming

作者机构：北京理工大学集成电路与电子学院毫米波与太赫兹技术北京市重点实验室北京100081 中国人民解放军陆军边海防学院西安710108 

出 版 物：《遥测遥控》 (Journal of Telemetry,Tracking and Command)

年 卷 期：2025年第46卷第1期

页      面：16-22页

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家重点研发计划(2022YFF0604801) 国家自然科学基金(62271056、62171186、62201037) 北京市自然科学基金-海淀原始创新联合基金(L222042) 毫米波国家重点实验室开放课题(K202326) 高等学校学科科研创新引智计划项目(B14010) 

主　　题：基片集成波导 人工表面等离激元 漏波天线 

摘      要：基片集成波导(Substrate integrated waveguide,SIW)具有低插入损耗、高品质因数等优点,已被广泛应用于微波电路和系统的设计中。然而,SIW横向尺寸较大,限制了其在小型化紧凑型微波电路和系统中的应用。本文提出了一种人工表面等离激元(Spoof Surface Plasmon Polariton,SSPP)与SIW技术相结合的设计思路,实现小型化的集成混合电路。通过混合由金属化盲孔和金属贴片组成的三维集成SSPP结构,代入慢波效应,显著降低了单元结构的上限和下限截止频率。通过色散特性理论分析和全波电磁场仿真,证明了该SIW-SSPP集成混合电路可实现传输线30%的横向长度和50%的纵向长度缩减。进一步,通过在SIW-SSPP混合电路结构顶部蚀刻正交辐射结构,设计了小型化超宽带圆极化漏波天线。结果表明:该天线在11.2~17 GHz的工作频带内,回波损耗小于-10 dB,S21小于-6 dB,11.2~16.2 GHz频段内轴比小于3 dB,增益范围在10~15 dBic,具有从后向空间(-27°)到前向空间(+30°)的连续扫描性能。该设计方法为高性能、紧凑型微波、毫米波和太赫兹系统的开发设计提供了新思路。