基片集成波導專利技術分析

曹乾

【摘要】 針對基片集成波導技術發展狀況和分類應用，對基片集成波導專利申請近十年來的技術演進及主要申請人進行了分析。

【關鍵字】 基片集成波導類型 專利

一、引言

基片集成波導（SIW）是一種集成于介質基片中的低損耗低輻射的新型波導結構，其通過在正反兩面利用印刷工藝覆蓋金屬面的介質基板上，嵌入連接上下金屬面的金屬通孔或金屬柱陣列來實現，其最早是由加拿大蒙特利爾大學的吳柯教授于2001年提出。

二、SIW技術演進

國內專利，洪偉和吳柯最早于2005年11月16日在CN1697248A中公開了電子帶隙帶通濾波器，將電子帶隙結構（PBG）和SIW集成在一起形成寬頻帶高性能濾波器；并于2005年11月23日在CN1700514A中公開了雙頻寬帶縫隙陣列天線單元，在SIW內且位于中心線的兩側分別設有槽和調諧金屬化通孔以實現天線陣列寬帶工作特性，在CN1700513A中公開了SIW寬帶多路功率分配器，上述系列專利均揭示了利用SIW設計微波器件所具有的小型化、低成本和易集成的優點。

為進一步實現波導器件的小型化和寬帶化，從電磁波傳輸模式角度，2006年12月13日劉冰于CN1877903A中公開了半模SI。

車文荃和耿亮從等效電路和傳輸線理論出發于2007年12月19日在CN101090170A中公開了折疊SIW，其相對傳統基片集成波導，橫向體積減少近一半。

翟國華則結合上述兩者于2009年12月30日在CN101615711A中公開了折疊半模SIW，劉冰又于2011年11月16日在CN202042580U中提出了鏡像轉接半模SIW。

基于SIW等效諧振腔理論，從2006年8月30至2015年7月29日，專利CN1825678A、CN104752841A、CN104810583A中分別公開了SIW技術與頻率選擇表面、平面透鏡、超材料等具有電磁特性的周期微結構結合形成濾波器，上述濾波器均具有更好的通帶性能。

國外方面，CHUANG C于2009年1月1日在US2009000106A1中將SIW作為諧振器應用于濾波器中，ABBASPOUR公司于2009年2月19日在WO2009023551A1中公開了SIW應用于陣列天線，而FATHY A E和YANG S于2009年3月12日在US2009066597A1中詳細闡述了SIW的原理以及其在波導和天線領域的實際應用。隨后韓國的LEE H于2010年9月3日在KR20100097392A公開了基于SIW的帶通濾波器。

三、分類號和國內外申請人分析

有關SIW技術專利的IPC分類號主要集中在“H01Q：天線”和“H01P：波導。

諧振器、傳輸線或其他波導型器件”這兩個領域，此外，一些采用了光波導傳輸理論設計的SIW還涉及IPC分類號“G02B6/：光導。

包含光導和其他光學元件（如耦合器）的裝置的結構零部件”、而分類號“H04B：傳輸”、“G01R27/00：測量電阻、電抗、阻抗或其派生特性的裝置”和“G01R31/00：電性能的測試裝置”則從電路和測量角度涉及一些SIW裝置。

從2005年到2014年，SIW專利申請量逐年遞增，國外對SIW的研究晚于國內，相同年份的申請數量也低于國內，這說明SIW的研究主要在于國內，而2014年國外申請量急劇增加，說明國外對SIW技術的研究越來越重視。

國內的申請主要集中在高校和研究所，而來自企業的申請相對較少，主要集中在成都賽納賽德和華為，這說明國內對SIW的研究還處在成長階段，從學術研究走向產業化應用還需時間。

而國外申請人分布均勻，既有高校研究院如UNIV CHUANG ANG IND，也有軍工類企業如LIG NEX1，更有傳統消費電子領域的大公司如SONY、CANON、SAMSUNG等，這顯示國外對于SIW這一新興技術不僅僅停留在理論階段，研究機構還與企業針對實際應用共同開發，專利共享，這種以應用為導向并且具有前瞻性的技術產業化模式值得國內同行借鑒。

四、結束語

本文通過針對SIW國內外專利申請的分析，有效梳理SIW專利技術演變路徑。

參 考 文 獻

[1]郝張成，基片集成波導技術的研究，中國博士學位論文全文數據庫，第4期，第I135-11頁，2007.4.

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

[3]張玉林，洪偉，一種新型基片集成波導腔體濾波器，微波學報，第21卷，第138-141頁，2005.4.