作品总结
核心速览
本文介绍了一种新型的传输线技术——基板集成悬空线（SISL）及其在射频、微波和毫米波频段的应用。SISL技术通过多层印刷电路板（PCB）结构克服了传统悬空线的体积大和集成困难的问题，为实现高性能、低成本、小型化的射频前端电路提供了新的平台。
研究背景
· 研究问题：随着无线通信技术的发展，尤其是在5G/6G时代，对低成本、高性能、小型化电路的需求日益增长。射频/微波/毫米波前端电路作为无线通信技术的基础，其性能直接影响整个系统的效率和质量。因此，如何设计出既高效又紧凑的模块组件成为了一个关键问题。
· 研究难点：传统的传输线技术如金属波导、同轴线和悬空线等存在体积大、集成度低的问题。同时，在毫米波频率下，典型平面电路的电磁场主要分布在介质中，导致显著的传输损耗和严重的色散现象。因此，开发一种新型的传输线技术，以解决这些问题，是当前研究的难点。
· 文献综述：本文提到了Heaviside早在1893年就考虑了电磁波在封闭空气管中传播的可能性，而Lord Rayleigh在1897年数学上证明了波导中波的传播是可能的。这些早期的研究为后来的波导技术奠定了基础。1936年，波导技术被重新发现，并在随后的几十年中得到了广泛的研究和发展。然而，这些传统波导技术存在体积大、集成度低的缺点，无法满足现代无线通信技术的需求。因此，SISL技术应运而生，旨在解决这些问题。
SISL滤波器和多路复用器
· SISL滤波器设计：介绍了基于SISL平台的紧凑型滤波器设计，包括带通滤波器、双频带带通滤波器、宽带阻带低通滤波器和三路复用器。这些滤波器利用SISL的低损耗、低色散、自封装和高集成度等优势，实现了高性能的微波和毫米波频段电路。
· 带通滤波器：设计了基于SISL的5G小型化带通滤波器，通过差分驱动电感谐振器（DDIR）和双层交指电容等技术，实现了小型化和低插入损耗。
· 双频带带通滤波器：提出了基于SISL的多零点双频带带通滤波器设计，通过控制电磁耦合路径实现多个传输零点，提高了滤波器的选择性和带外抑制。
· 宽带阻带低通滤波器：利用SISL平台设计了具有宽阻带的低通滤波器，通过变换径向枝节（TRS）、阶梯阻抗谐振器（SIR）和开路枝节实现，具有良好的阻带抑制性能。
· 三路复用器：基于SISL平台设计了三路复用器，通过多个匹配网络连接带通滤波器，简化了匹配电路设计，并扩展到多路复用器。
SISL功率分配器和耦合器
· SISL功率分配器：介绍了基于SISL平台的功率分配器设计，包括带通滤波功率分配器、自封装功率分配器、嵌入式超材料的Gysel功率分配器、双频带耦合线功率分配器和基于SISL到空气填充型SIW T型接头的FR 4基全Ka波段低损耗1:4功率分配器。
· SISL耦合器：探讨了基于SISL平台的耦合器设计，包括耦合线耦合器、集总参数耦合器、差分耦合器、分支线耦合器、Rat-Race耦合器、Lange耦合器和贴片耦合器。这些耦合器利用SISL的低损耗、低色散和自封装特性，实现了高性能的微波和毫米波频段电路。
SISL巴伦、移相器和巴特勒矩阵
· SISL巴伦：介绍了基于SISL平台的巴伦设计，包括Lumped巴伦和Marchand巴伦。
· SISL移相器：探讨了基于SISL平台的移相器设计，包括SISL贴片基移相器。
· SISL巴特勒矩阵：介绍了基于SISL平台的巴特勒矩阵设计，包括巴特勒矩阵的架构。
SISL功率放大器和低噪声放大器
· SISL功率放大器：分析了SISL功率放大器的设计方法，并提供了SISL功率放大器的设计实例。
· SISL低噪声放大器：分析了SISL低噪声放大器的设计方法，并提供了SISL低噪声放大器的设计实例。
振荡器、VCO、混频器、乘法器和前端系统
· 振荡器：介绍了基于SISL技术的高Q谐振器、平面谐振器和使用腔体谐振器的振荡器。
· 混频器和乘法器：探讨了基于SISL技术的混频器和乘法器设计。
· 24-GHz FMCW雷达：介绍了基于SISL技术的24-GHz FMCW雷达接收器和雷达系统。
以下是书中介绍的8项关键技术的总结：
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Substrate Integrated Suspended Line (SISL)技术：SISL是一种准平面传输线，具有低损耗、低色散、低成本和自封装的优点。它克服了传统悬挂线的体积大和集成困难的问题，适用于RF、微波和毫米波频段的高性能、成本效益高的电路和系统设计。
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SISL平台上的无源和有源电路设计：包括耦合器、滤波器、复用器、平衡器、功率分配器、低噪声放大器、功率放大器、开关和VCO等。
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高Q谐振器基于SISL技术：在振荡器设计中，高Q谐振器是关键组件，SISL技术提供了实现高Q值谐振器的新途径。
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基于SISL技术的平面谐振器：平面谐振器是实现振荡器和VCOs的关键技术之一，SISL技术为平面谐振器的设计提供了新的可能性。
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使用腔体谐振器的振荡器：腔体谐振器在振荡器设计中用于提供稳定的频率输出，SISL技术可以用于腔体谐振器的设计。
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基于SISL技术的VCOs：压控振荡器（VCOs）是频率合成器和无线通信系统中的关键组件，SISL技术为VCOs的设计提供了新的平台。
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SISL平台上的低损耗巴特矩阵：巴特矩阵是多路复用和信号处理中的关键组件，SISL技术可以用于实现低损耗的巴特矩阵设计。
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SISL U-Slot天线阵列：天线阵列在无线通信系统中用于信号的发送和接收，SISL技术可以用于设计宽带的U-Slot天线阵列。
以上总结基于文档中提供的信息，每项技术的描述都直接引用了文档中的相关内容。
总体结论
· SISL平台的优势：SISL作为一种准平面传输线，具有低损耗、低色散、低成本和自封装等优势，适用于高性能、小型化和低成本的微波和毫米波频段电路设计。
· 应用前景：SISL技术在无线通信、雷达和卫星通信等领域具有广泛的应用前景，特别是在5G/6G无线通信时代，对于低成本、高性能和小型化电路的需求日益增长。
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