基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)是一种新型的传输线结构,其具有插入损耗低、利于集成等优良的微波性能,已经被广泛地用于微波和毫米波电路当中。基片集成波导的损耗主要来自于介质损耗和金属壁的趋肤效应带来的损耗,其中金属壁的趋肤效应带来的损耗是我们无法避免的,而介质损耗随着我们所选的介质的不同而不同,因此,当所选介质的损耗较低时,例如空气,我们就得到了损耗较低的基片集成波导。特别地,我们将介质为空气的基片集成波导称为空心基片集成波导(Empey Substrate Integrated Waveguide,ESIW)。空心基片集成波导与一般的基片集成波导相比,其最明显的差别是其插入损耗较低,同时具有传统波导的功率容量高、微带线的利于集成等优点,能够与其他电路模块一起集成在电路中。本文主要研究ESIW/SIW在微波器设计的应用。首先,本文从基片集成波导入手,先介绍了基片集成波导的电场分布,然后讨论了SIW的导体损耗、介质损耗、辐射损耗的情况。其次,考虑到空心基片集成波导在实际应用中的场景,ESIW在实际应用中一般都要与微带线搭配使用,而微带线与ESIW的特性阻抗和传播模式都需要进行过渡和转换,因此,第三章我们着重讨论了ESIW与微带线之间的过渡结构。然后,我们还研究了在基片集成波导表面加载面电阻的情况,并进行理论分析。进而,根据基片集成波导加面电阻后的损耗特性,本文设计并测试了新型的均衡器和衰减器,能够在毫米波频段实现幅度均衡和衰减。据我们所知,这是首次提出基于表面电阻的基片集成波导均衡器和衰减器,具有较强的理论价值和工程意义。最后,本文结合延迟线移相器和等长不等宽移相器的色散特性,提出了一种等长度的宽带3D-ESIW移相器,这种移相器理论上可以实现任意相移,且移相器的水平长度都保持相同,方便集成在相控阵阵列中。