基片集成波导专利技术分析

曹乾

【摘要】 针对基片集成波导技术发展状况和分类应用，对基片集成波导专利申请近十年来的技术演进及主要申请人进行了分析。

【关键字】 基片集成波导类型 专利

一、引言

基片集成波导（SIW）是一种集成于介质基片中的低损耗低辐射的新型波导结构，其通过在正反两面利用印刷工艺覆盖金属面的介质基板上，嵌入连接上下金属面的金属通孔或金属柱阵列来实现，其最早是由加拿大蒙特利尔大学的吴柯教授于2001年提出。

二、SIW技术演进

国内专利，洪伟和吴柯最早于2005年11月16日在CN1697248A中公开了电子带隙带通滤波器，将电子带隙结构（PBG）和SIW集成在一起形成宽频带高性能滤波器；并于2005年11月23日在CN1700514A中公开了双频宽带缝隙阵列天线单元，在SIW内且位于中心线的两侧分别设有槽和调谐金属化通孔以实现天线阵列宽带工作特性，在CN1700513A中公开了SIW宽带多路功率分配器，上述系列专利均揭示了利用SIW设计微波器件所具有的小型化、低成本和易集成的优点。

为进一步实现波导器件的小型化和宽带化，从电磁波传输模式角度，2006年12月13日刘冰于CN1877903A中公开了半模SI。

车文荃和耿亮从等效电路和传输线理论出发于2007年12月19日在CN101090170A中公开了折叠SIW，其相对传统基片集成波导，横向体积减少近一半。

翟国华则结合上述两者于2009年12月30日在CN101615711A中公开了折叠半模SIW，刘冰又于2011年11月16日在CN202042580U中提出了镜像转接半模SIW。

基于SIW等效谐振腔理论，从2006年8月30至2015年7月29日，专利CN1825678A、CN104752841A、CN104810583A中分别公开了SIW技术与频率选择表面、平面透镜、超材料等具有电磁特性的周期微结构结合形成滤波器，上述滤波器均具有更好的通带性能。

国外方面，CHUANG C于2009年1月1日在US2009000106A1中将SIW作为谐振器应用于滤波器中，ABBASPOUR公司于2009年2月19日在WO2009023551A1中公开了SIW应用于阵列天线，而FATHY A E和YANG S于2009年3月12日在US2009066597A1中详细阐述了SIW的原理以及其在波导和天线领域的实际应用。随后韩国的LEE H于2010年9月3日在KR20100097392A公开了基于SIW的带通滤波器。

三、分类号和国内外申请人分析

有关SIW技术专利的IPC分类号主要集中在“H01Q：天线”和“H01P：波导。

谐振器、传输线或其他波导型器件”这两个领域，此外，一些采用了光波导传输理论设计的SIW还涉及IPC分类号“G02B6/：光导。

包含光导和其他光学元件（如耦合器）的装置的结构零部件”、而分类号“H04B：传输”、“G01R27/00：测量电阻、电抗、阻抗或其派生特性的装置”和“G01R31/00：电性能的测试装置”则从电路和测量角度涉及一些SIW装置。

从2005年到2014年，SIW专利申请量逐年递增，国外对SIW的研究晚于国内，相同年份的申请数量也低于国内，这说明SIW的研究主要在于国内，而2014年国外申请量急剧增加，说明国外对SIW技术的研究越来越重视。

国内的申请主要集中在高校和研究所，而来自企业的申请相对较少，主要集中在成都赛纳赛德和华为，这说明国内对SIW的研究还处在成长阶段，从学术研究走向产业化应用还需时间。

而国外申请人分布均匀，既有高校研究院如UNIV CHUANG ANG IND，也有军工类企业如LIG NEX1，更有传统消费电子领域的大公司如SONY、CANON、SAMSUNG等，这显示国外对于SIW这一新兴技术不仅仅停留在理论阶段，研究机构还与企业针对实际应用共同开发，专利共享，这种以应用为导向并且具有前瞻性的技术产业化模式值得国内同行借鉴。

四、结束语

本文通过针对SIW国内外专利申请的分析，有效梳理SIW专利技术演变路径。

参 考 文 献

[1]郝张成，基片集成波导技术的研究，中国博士学位论文全文数据库，第4期，第I135-11页，2007.4.

[2] Y.Cassivi，K.Wu，Low-cost and high-Q millimeter-wave resonator using substrate integrated technique，Eur.Microwave Conf.，2002.

[3]张玉林，洪伟，一种新型基片集成波导腔体滤波器，微波学报，第21卷，第138-141页，2005.4.