基片集成波導(dǎo)專利技術(shù)分析

曹乾

【摘要】 針對(duì)基片集成波導(dǎo)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r和分類應(yīng)用，對(duì)基片集成波導(dǎo)專利申請(qǐng)近十年來的技術(shù)演進(jìn)及主要申請(qǐng)人進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵字】 基片集成波導(dǎo)類型 專利

一、引言

基片集成波導(dǎo)（SIW）是一種集成于介質(zhì)基片中的低損耗低輻射的新型波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，其通過在正反兩面利用印刷工藝覆蓋金屬面的介質(zhì)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(shí)現(xiàn)，其最早是由加拿大蒙特利爾大學(xué)的吳柯教授于2001年提出。

二、SIW技術(shù)演進(jìn)

國內(nèi)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(jié)構(gòu)（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(nèi)且位于中心線的兩側(cè)分別設(shè)有槽和調(diào)諧金屬化通孔以實(shí)現(xiàn)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(shè)計(jì)微波器件所具有的小型化、低成本和易集成的優(yōu)點(diǎn)。

為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)波導(dǎo)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(fā)于2007年12月19日在CN101090170A中公開了折疊SIW，其相對(duì)傳統(tǒng)基片集成波導(dǎo)，橫向體積減少近一半。

翟國華則結(jié)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(zhuǎn)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(shù)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(jié)構(gòu)結(jié)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(yīng)用于濾波器中，ABBASPOUR公司于2009年2月19日在WO2009023551A1中公開了SIW應(yīng)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(xì)闡述了SIW的原理以及其在波導(dǎo)和天線領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)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(hào)和國內(nèi)外申請(qǐng)人分析

有關(guān)SIW技術(shù)專利的IPC分類號(hào)主要集中在“H01Q：天線”和“H01P：波導(dǎo)。

諧振器、傳輸線或其他波導(dǎo)型器件”這兩個(gè)領(lǐng)域，此外，一些采用了光波導(dǎo)傳輸理論設(shè)計(jì)的SIW還涉及IPC分類號(hào)“G02B6/：光導(dǎo)。

包含光導(dǎo)和其他光學(xué)元件（如耦合器）的裝置的結(jié)構(gòu)零部件”、而分類號(hào)“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(qǐng)量逐年遞增，國外對(duì)SIW的研究晚于國內(nèi)，相同年份的申請(qǐng)數(shù)量也低于國內(nèi)，這說明SIW的研究主要在于國內(nèi)，而2014年國外申請(qǐng)量急劇增加，說明國外對(duì)SIW技術(shù)的研究越來越重視。

國內(nèi)的申請(qǐng)主要集中在高校和研究所，而來自企業(yè)的申請(qǐng)相對(duì)較少，主要集中在成都賽納賽德和華為，這說明國內(nèi)對(duì)SIW的研究還處在成長階段，從學(xué)術(shù)研究走向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用還需時(shí)間。

而國外申請(qǐng)人分布均勻，既有高校研究院如UNIV CHUANG ANG IND，也有軍工類企業(yè)如LIG NEX1，更有傳統(tǒng)消費(fèi)電子領(lǐng)域的大公司如SONY、CANON、SAMSUNG等，這顯示國外對(duì)于SIW這一新興技術(shù)不僅僅停留在理論階段，研究機(jī)構(gòu)還與企業(yè)針對(duì)實(shí)際應(yīng)用共同開發(fā)，專利共享，這種以應(yīng)用為導(dǎo)向并且具有前瞻性的技術(shù)產(chǎn)業(yè)化模式值得國內(nèi)同行借鑒。

四、結(jié)束語

本文通過針對(duì)SIW國內(nèi)外專利申請(qǐng)的分析，有效梳理SIW專利技術(shù)演變路徑。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]郝張成，基片集成波導(dǎo)技術(shù)的研究，中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)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(dǎo)腔體濾波器，微波學(xué)報(bào)，第21卷，第138-141頁，2005.4.