1. 研究目的与意义
1886年赫兹和马可尼发明了第一款天线以来，天线技术得到了突飞猛进的发展，天线作为新世纪人类与外界沟通的桥梁，是现代社会科技进步的依赖，在人类生活中已趋于不可或缺之势[1]。随着微波电路的飞速发展，小型化、高效率、多频带等成为天线的发展趋势。贴片天线因其结构简单，质量轻，加工方便，剖面低等优点得到广泛应用，然而，贴片天线由于在高频段金属损耗高，低频段小型化难度大，天线效率低，功率容量小等方面一定程度上限制了其发展[2]。
1983 年 S.A.Long 第一次系统的发表了关于介质谐振器天线（DielectricResonator Antenna，DRA）的研究的论文[3]，研究表明，选用适当形状和馈电方式的介质谐振器具有天线的特性，自此，DRA 慢慢进入人们的视线。自20世纪80年代以来，介质谐振器一直被用作微波电路中的高Q因数元件20世纪60年代末的低损耗陶瓷。介质谐振器提供了比波导腔谐振器更适合的替代品更适合印刷电路集成[4]。大体来说，介质谐振器天线馈电方式有同轴探针馈电、微带线馈电、缝隙耦合馈电、波导馈电等[5]- [10]，此外，通过改变谐振器形状可以得到合适的远场辐射方向图及辐射倾角[11]- [15]。 DRA 由于其谐振特性，因此带宽通常比较窄，天线带宽与选用介质介电常数的大小成反比，我们知道，天线品质因数 Q 值越高，辐射效果越好，但为了增加 DRA 的带宽，不得不使用小介电常数的介质，即降低谐振器的品质因数，因此，DRA 的带宽与辐射特性往往不能兼顾。如今通信领域正朝着宽频带，多制式的方向发展，如何妥善处理这一矛盾成为 DRA 能否广泛使用的关键，利用多模谐振的多频 DRA 应运而生[16]。基片集成波导(Substrateintegrated waveguide, SIW) 技术是近几年提出的一种可以集成于介质基片中的具有低插损、低辐射、高功率容量等特性的新的导波结构。它是通过在上下底面为金属层的低损耗介质基片上，利用金属化通孔阵列而实现的，其目的是在介质基片上实现传统的金属波导的功能。它可以有效地实现无源和有源集成，使微波毫米波系统小型化，甚至可把整个微波毫米波系统制作在一个封装内[17]- [18]。而且它的传播特性与矩形金属波导类似，所以由其构成的微波毫米波甚至亚毫米波部件及子系统具有高品质因数、高功率容量，易与其它平面电路和芯片集成等优点，同时由于整个结构完全为介质基片上的金属化通孔阵列所构成，并可与微带电路实现无隙集成，非常适合微波毫米波电路的集成设计。
2. 研究内容和问题
研究内容：本课题掌握介质谐振器天线理论，在此基础上，利用基片集成技术设计差模介质天线，包括运用三维电磁仿真软件软件进行天线的模型搭建和仿真，以及对仿真结果分析。
研究目标：基片集成介质谐振器天线要求剖面较低，对其尺寸进行优化，使其在所需要的工作频段内性能较好。
解决的关键问题：1)学习微波技术基本分析方法；2) 掌握传输线和介质谐振器天线的基本理论和设计思想；3) 掌握三维电磁仿真软件的基本使用方法；4）通过仿真结果进行分析。3. 设计方案和技术路线
研究方法：
本课题进行基片集成介质谐振器天线的仿真和设计。主要包括以下:
1)基片集成介质谐振器天线相关基础，熟悉电磁仿真软件进行设计的流程；
4. 研究的条件和基础
1)掌握微波技术基础的相关知识；
2)相关的文献资料和借鉴；
3)至少熟悉一款高频三维电磁仿真软件。
