一、天线概述
从1873年麦克斯韦（Maxwell）从理论上预言电磁波的存在，到1897年马可尼（Marconi）首次获得一个完整的无线电报系统专利，随着科学技术的不断进步，人类对于电磁波的认识在不断深化，无线电通信技术在不断进步快速发展。任何无线电电子系统的信息传输都包含有电波能量的发射和接收，天线是无线电通信系统离不开的重要前端器件。天线作为通信系统中的一种变换器，可以将射频功率信号和自由空间辐射的电磁波进行双向变换，从而实现系统利用发射和接收电磁波来传递信息的功能。
实际使用的天线种类繁多，结构、特性各有不同，但对天线分析的基础都是建立在电、磁基本振子的辐射原理上的。根据天线的互易定理，将天线作为发射和接收来分析是等效的。由于把天线作为发射研究起来比较方便，也更容易理解，习惯上采用把天线作为发射进行分析和研究，研究结论适用于天线作为接收的情况。描述天线工作特性的参数称为天线电参数（Basic Antenna Parameters），又称电指标。它们是定量衡量天线性能的尺度。天线电参数包括有天线方向图、方向函数、方向系数、天线效率、增益系数、极化、有效长度、输入阻抗于辐射阻抗和频带宽度。
二、波导
随着无线电技术的快速发展，天线的研究领域也由最初的长波、短波进入到微波、毫米波，一些适用于微波频段的天线结构被提出如：波导天线、透镜天线、抛物面天线、缝隙天线等。
微波通常指波长从1米到1毫米范围内的电磁波。目前，微波技术正在向毫米波和亚毫米波波段迅速发展，并已获得了大量实际的应用。而现代技术的发展更是要求设备体积小、重量轻、耗电省。毋庸置疑，射频微波技术是当代移动通信的基础。所以微波器件的研究、制造和应用便是微波领域的重要课题。
传输线不仅可以作为传输微波的装置，还可以用来构成微波电路元件，是微波系统中最基本的结构之一。因此，从某种意义上来讲，传输线的发展直接影响微波技术的发展。导波结构又分为两大类，即平面结构和非平面结构。平面结构的电路包括微带线、带状线、共面波导、槽线等等，非平面结构包括矩形波导、圆波导、同轴线，介质波导等。传统的波导有功率容量大、损耗小、传输效率高等优点，但体积较大，不易与平面电路连接。而平面结构的带状线、微带线、共面波导等微波印制传输线迎合了当时微波电路平面化的发展趋势，具有体积小、重量轻、价格低廉、可靠性较高及性能优越等优点，一直以来倍受青睐，被广泛应用于现代小型化平面电路中，比如RFIC、MMIC等。但是，由于导体损耗、辐射损耗和介质损耗的存在，使得这种平面电路结构不适合工作在毫米波波段，也无法构成高Q值的部件。相反，非平面电路，如矩形波导，由于损耗小、高功率的优点，可以不用去考虑辐射损耗等带来的影响。
规则金属波导是指各种截面形状的无限长笔直的空心金属管，其截面形状和尺寸、管壁的结构材料及管内介质填充情况沿其管轴方向均不改变。管壁材料一般用铜、铝等金属制成，有时其壁上镀有金或银。矩形波导(rectangular waveguide)是截面形状为矩形的金属波导管，波导内通常充以空气。
相比其它形式的导波系统，金属波导具有导体损耗和介质损耗小、功率容量大、无辐射损耗、结构简单等优点，广泛应用于3GHz--300GHz的微波毫米波波段的通信、雷达、电子对抗、测量等系统中。但它们在系统集成中存在缺陷，作为立体结构，很难与平面电路及有源器件有效的集成。为了提高系统的整体性能，实现系统优化，有必要将多种导波结构结合在一起，取长补短。基于以上的背景下，一种类似于传统矩形波导特性的结构衬底集成波导（SIW： Substrate Integrated Waveguide）应运而生。
三、SIW与FSIW结构简介
衬底集成波导（SIW）是在对于工作在微波和毫米波领域的系统的非常有前景的一项技术。衬底集成波导（SIW）结构是在上下表面均金属化的介质基片上打两排金属化的通孔阵列，形成一个类矩形的介质填充波导的结构，能够利用PCB、LTCC等集成工艺进行加工制作，通过金属孔限制向外辐射的电磁波，从而代替传统的矩形金属波导或者非辐射介质波导(NRD)的集成类波导结构。。由此可见，SIW其实是一种平面矩形波导。衬底集成波导（SIW）的最大优势是可以将所有组件集成在同一衬底上，包括无源组件、有源元件以及天线，并且只需要一种结构简单的过渡就可以达到良好的匹配。由于波导和微带共用同一衬底，因而具有较高的集成度，而且具有轻重量、小体积、较高的功率容量和Q值的优点。因此，这一概念已得到较为广泛的应用，并且有较好的发展前景。
以插入损耗而言，衬底集成波导（SIW）是介于矩形波导和微带线之间的中间形式。它兼具两者的优点，易于集成，大大减小了原有毫米波的波导器件以及建立在波导基础上其它微波无源器件的尺寸和重量；又增强了制造过程中的可重复性和可靠性。
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