2.1 基板整合波導(Substrate Integrated Waveguide)
基板整合波導是近期新穎的技術[13]， 圖 2-1 為基板整合波導示意圖，在印 刷電路板上使用左邊溝槽(groove)可達成金屬牆的特性，而右邊是一排支柱-牆 (post-wall)或稱貫孔(via hole)，此貫孔之間距影響止帶頻率，在其之止帶可視為金 屬牆，與上下層金屬板形成如同矩形波導之結構。 圖，從[16]內的截止頻率經驗公式(2.1)及(2.2)，等效波導寬度Weff轉換公式(2.3)。
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2.2 帶通濾波器(Bandpass Filter)
2.2.1 帶通濾波器轉換至低通原型濾波器
濾波器頻頻率率響應主要分為兩種，分別為極平坦響應及等漣波響應。本論 文中使用等連波響應的柴氏帶通濾波器(Chebyshev bandpass filter)，其特點是具有 較大之衰減率，頻率選擇度較佳，但是在通帶會有漣波響應。
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ln[coth(LAr 17.37)]
(2.6a)(2.6) coefficient)，由(2.9)及(2.10)得到外部品質因數(external Q，Qext) ，關於其 k 值與 Qext量測之方法將於第三章第一節介紹。
6 相差較遠之頻率雙工器能得到較好隔離度(isolation)，其等效電路為圖 2-3，T-形結 為一分二電路之匯合點，其中 Z1為一低頻帶通濾波器之輸入阻抗，Z2高頻帶通濾
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2.4 垂交混成器(Quadrature Hybrid )
垂交混成器是耦合量為 3 分貝之垂交方向耦合器。在微帶線，主要分成分歧 線耦合器或稱枝幹耦合器(branch line coupler)與藍吉耦合器(Lange coupler)二大 類，但由於在 W-頻段，枝幹耦合器的四分之一波長線段極短，接面效應強，而藍 吉耦合器不適用在介電常數低且厚度小的基板，因此在本論文中將沿用[21]所設計 的 Riblet 短槽式基板整合波導垂交混成器。
Riblet 短槽 式基板 整合 波導垂 交混成 器是 由 Riblet 短 槽式混 成結(hybrid junction)衍伸而成[22]，圖 2-5 是短槽式混成結示意圖，(2.12)是兩輸出相位差 90o 的關係式，其中 L 表示耦合區域的長度， 是偶模波導波長，ge 是奇模波導波長，go
2.5 緩變線(Tapered Line)
緩變線是透過緩慢改變傳輸線的寬度，達成阻抗轉換或結構轉換的功用；在 本論文中運用緩變線作為橋樑銜接基板整合波導與傳統微帶線，同時進行阻抗匹 配；緩變線兩端寬度設計，須分別為微帶線阻抗與基板整合波導之阻抗。 圖 2-6(a)(b)為電路示意圖，利用[23]之公式(2.13)與(2.14)得出微帶線阻抗所需寬度，r 為介質介電係數，W 為線寬，h 為基板厚；根據[24]可得出基板整合波導阻抗公式 (2.15a)(2.15b)(2.16)，a 為波導寬度， 為角頻率。確立兩端之寬度，由於要緩慢 改變阻抗或結構，緩變線需足夠長度，通常設計為四分之波長或其整數倍，可得
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2.6 混成結耦合多工器(Hybrid-coupled multiplexer)
混成耦合多工器是[25]中提出的一種製作多工器的方法，優點是製作成本低及
假使從 Port 1 進來的能量頻段是通帶 II，則在經過第一個 3-dB 垂交混成器 後，A 點之 1
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2 經帶通率波器 I 反射後再經過 3-dB 垂交混成器，於 E 點得到
11 90
2
S ，而 B 點之 1
2 90經反射後通過 3-dB 垂交混成器，於 E 點得到
11 90
2
S ，相疊加後，E 點將得到S 11 90 ，也就是此通帶 II 的能量到達 E 點
只有反射損耗(S11)，之後再進行上一段所述之機制傳送至 Port 3，於 Port 3 得到
11 21 180
S S 。
於 Port1 輸入之訊號，因為頻段不同，而分別傳入 Port 2 及 Port 3 ，達成頻 率雙工器之功能，若能量頻段非通帶 I 及通帶 II，則將透過上述之機制傳送至 Port 4。假設濾波器 I 及濾波器 II 皆為理想濾波器，也就是通帶|S21|及非通帶|S11|為 1，
在傳遞的過程中無能量損耗，則在 Port 2 可得到完整頻段 I 之能量，Port 3 可得到 完整頻段 II 之能量，而 Port 4 得到剩餘頻段之能量，繼續依混成耦合多工器之機 制，可實現多頻段多工器；若只想實現三個頻段多工器，僅須於圖 2-7 之 Port 4 接 上一個頻段 III 之帶通濾波器即可實現。
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所選用板材為用之基板為厚度 5mil、介電常數 2.2 的 Rogers RT-Duroid 5880TM 基板，選用此薄板是為了避免相接微帶線的高階模態與介電基板的表面波(surface