一种计算siw传输线传输功率的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及微波、毫米波传输线领域，尤其涉及到基片集成波导（SIW)传输线的 功率计算。
【背景技术】
[0002] 微波传输线按结构分类主要可以分为平面结构和非平面结构。平面结构的传输 线主要有微带线、带状线、槽线等，这类传输线容易实现电路、器件等的集成化，缺点是功率 小、品质因素低以及随着频率的增加，电磁波的辐射损耗会更严重。非平面结构的传输线主 要有矩形波导、圆波导、同轴线等，这类传输线功率大、品质因数高，缺点是体积较大，难于 实现电路、器件的集成化。SIW传输线是一种平面结构的传输线，但是它同时也兼具了非平 面结构传输线的优点，具有较高的功率容量以及较高的品质因数，且自身并无明显的缺点， 这种传输线很有可能成为下一代主流传输线，因而对SIW传输线的研宄具有十分重要的意 义。
[0003] SIW传输线自被提出来以后，就引起了人们的极大关注。在传输线的结构和传输 两大特性方面，人们都已经做了大量研宄。此外，人们已经利用SIW传输线研制出了滤波 器、环行器、放大器、功分器、天线等各种有源与无源器件，SIW传输线的研宄应用也越来越 广泛。除了结构特性和传输特性之外，功率也是在制作电路和器件时我们应该重点考虑的 一个因素，如果施加的功率超出允许范围，就很可能损毁整个电路或器件。功率可分为峰值 功率和传输功率，传输功率低于峰值功率，为了能够保证电路或器件的正常工作，对其施加 的功率就不能超过其传输功率。
[0004] SIW又被称为平面化的矩形波导，它与矩形波导有着非常紧密的联系。在结构方 面，SIW是一种三层的或者更多层的周期性结构，介质波导是一种单层的结构，SIW结构尺 寸的设定需要借助于矩形波导；在电磁波的传输方面，SIW与矩形波导具有相同的工作主 模以及相似的电场与磁场分布。因而我们很自然地想到把矩形波导的功率计算公式用于 SIW，但是由于结构上的差异，这种方法未能行得通，而分析微带线、带状线、同轴线等传输 线功率的方法也同样不适用于SIW传输线，目前关于SIW传输线功率分析的论述则非常少， 因而急需一种能够分析计算SIW传输功率的方法，用于指导SIW传输线设计时在功率方面 的考量。
【发明内容】
[0005] 针对上述存在问题或不足，本发明提供了一种计算SIW传输线传输功率的方法， 通过该方法，可以计算出SIW传输线所能允许的最大传输功率。
[0006] 其具体步骤为：
[0007] 步骤一、SIW传输线衰减常数a的计算，它包括导体衰减常数a。和介质衰减常数 ad，a = ac+ad〇
[0008] 导体衰减常数的计算公式如下：
[0009]
【主权项】
1. 一种计算基片集成波导传输线传输功率的方法，其具体步骤为： 步骤一、SIW传输线衰减常数a的计算，它包括导体衰减常数a。和介质衰减常数a d， a = ac+ad， 导体衰减常数的计算公式如下：
式中艮和〇分别为金属层的表面电阻和电导率，w和b分别为SIW传输线的宽度和高 度，A为工作频率下的波长，f为工作频率，y为磁导率， 介质衰减常数a d的计算公式如下：
式中tan S为介质材料的损耗正切值； 步骤二、换热系数的计算，SIW传输线的散热包括对流散热和热辐射散热，对流散热的 换热系数计算公式如下： 加热面朝上冷却面朝下时的换热系数11。±:
加热面朝下冷却面朝上时的换热系数h。^
式中1；为SIW传输线在保证正常工作时所能够承受的最高温度，T "为与SIW传输线进 行热交换的环境温度； 热辐射情况下的换热系数hy
式中常数T = 5.669XKT8w/m2*K4,常数I表示辐射面的辐射系数； 步骤三、SIW传输线传输功率的计算，把步骤一和二中计算出的衰减常数和换热系数代 入式（7)中计算SIW的传输功率，
SIW传输线的尺寸满足下面关系式a = w-d2/0. 95 ? s，其中a为矩形波导的宽度，d和 S分别为SIW通孔的直径和孔间距，a和工作频率f又满足关系式
分别为介质材料的磁导率和介电常数，因而式（7)可改写为式（8)
2.如权利要求1所述计算基片集成波导传输线传输功率的方法，其特征在于： 所述SIW传输线的通孔直径d = 0. 1人，s = 2d，式⑶为
【专利摘要】本发明涉及微波、毫米波传输线领域，尤其涉及到基片集成波导(SIW)传输线的功率计算。本发明通过将SIW传输线的材料参数和结构参数带入所给定的公式中，计算出SIW传输线的传输功率，对于采用SIW传输线进行的器件和电路的设计，在考虑功率容量方面时，本
【发明内容】
具有重要的参考价值。
【IPC分类】G06F17-50
【公开号】CN104820740
【申请号】CN201510201164
【发明人】汪晓光, 朱帅, 陈良, 谢海岩, 邓龙江, 谢建良, 梁迪飞
【申请人】电子科技大学
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年4月24日