胡 广,李仲茂，邱 昕

(中国科学院微电子研究所 通信与信息工程研发中心，北京 100029)

0 引言

随着社会的高速发展，高速率、高质量、低延迟的视频和多媒体应用对无线通信系统的带宽提出了新的挑战。目前移动通信网络进入第五代(5G)，提供5～50 Gb/s的传输速率以满足不断增长的大数据的需求[1]。无线电频谱逐渐向3.6 GHz以上发展，特别是6 GHz以上的毫米波频段近年来得到国内外研究人员的高度关注[2]。5G毫米波通信在覆盖范围、设备连接数量、数据传输速率和系统容量等方面能够得到全面提升，可为各种高速数据传输提供有效的解决方案。2019年，美国联邦通信委员会(Federal Communications Commission，FCC)将24，28，37，39和47 GHz分配为5G移动通信毫米波频段[3]。毫米波频段相比于6 GHz以下低频段的电磁波，具有信号传输损耗较大的问题。为克服上述缺陷，将具备高品质因素、高功率容量、低损耗、低成本、高可靠性和高集成度等优点的基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide，SIW)结构引入到普通贴片天线结构中[4]，即在介质基板中按照一定排列方式形成周期性金属化通孔，形成一种类似于介质填充的矩形波导结构[5]。为了更好地提高天线的增益和扩展天线的阻抗带宽，在天线结构中引入SIW结构成为近年来天线设计和研究的热点。文献[6]将SIW技术应用于背腔缝隙天线的设计中，该结构能够有效解决传统金属波导缝隙天线的质量大、体积笨重且加工制作成本高昂等缺点。在天线上加载SIW技术可实现天线的高增益、宽频带和小型化[7-10]。此外，文献[11-12]分别将半模和1/4模SIW结构引入,实现天线的宽频带工作特性。……