随着无线技术的发展,对微波器件提出了宽带、小型化和易集成的需求。耦合器作为最基本的微波元件之一,在微波测量、混频器、移相器、天馈系统等中都有着广泛的应用。本文基于基片集成波导（substrate integrated waveguide,SIW）技术,对半模基片集成脊波导（half-mode substrate integrated ridged waveguide,HMSIRW）宽边耦合90°定向耦合器和三种基片集成脊波导（substrate integrated ridged waveguide,SIRW）混合环耦合器（hybrid ring coupler）展开研究,主要做了以下工作:1.通过HFSS仿真计算SIW谐振腔主模TE₁₀₁模的谐振频率和利用七维高科有限公司的1stOpt1.5软件拟合,得到了SIW等效宽度计算公式。在10GHz⁵0GHz的范围内,该公式形式简洁且相对误差小于1%,为HMSIRW耦合器的设计打下了基础。2.基于波导定向耦合器理论,研究了工作于Ku波段的HMSIRW宽边耦合90°定向耦合器。相比于SIW窄边耦合定向耦合器,宽度缩小约75%,实现了小型化;同时相对带宽增加12%。实验结果验证了设计和仿真的正确性。3.基于混合环理论,研究了工作于Ku波段的SIRW、HMSIRW和HMSIRW倒相器等三种混合环。相比于SIW混合环,SIRW混合环的相对带宽增加4.2%,HMSIRW混合环的相对带宽增加14.4%。通过改进HMSIRW宽边耦合90°定向耦合器的耦合结构,并将其直通端和耦合端短路,得到了HMSIRW倒相器。基于该倒相器的混合环周长比标准的1.5λ_g混合环缩短了33.3%,所占面积缩小了约50%,实现了小型化。实验结果验证了设计和仿真的正确性。