高阻硅衬底MOS结构共面波导的偏压特性

提出一种新型高阻硅(电阻率ρ>8kΩ.cm)衬底MOS(metal-oxide-semiconductor)结构的凸起式共面波导。给出了其在50MHz～40GHz频段的插入损耗和回波损耗测试结果,以及在-40V～+40V直流偏压下散射参数的变化。结果表明,随着偏压的变化,回波损耗在Ka波段极值点的频率和幅值均会产生偏移,插入损耗极值点的频率基本没有偏移,只存在幅值偏移。共面波导的损耗偏移与MOS结构的Si-SiO2界面效应有关,在凸起式共面波导损耗的偏压实验中,观察到与传统MOS结构共面波导相反的曲线,并尝试给出了理论解释。该文设计的共面波导在35GHz下实现了小于-0.010dB/mm的损耗,优于Ka频段硅衬底共面波导已报道的结果。     

共面波导馈电圆极化微带天线研究

对一种结构新颖的共面波导馈电圆极化微带天线进行了研究。天线的辐射单元采用两个方形贴片,简并分离单元分别附加在两个方形贴片的不同边沿,共面波导开路终端通过耦合对两个方形贴片进行馈电。整个天线具有对称的结构,抑制了共面波导中的偶模分量,产生了两个同旋向的圆极化辐射波。分析并设计了这种天线单元,天线的实测-10 dB回波损耗带宽达到11.6%,圆极化带宽达到1.86%,在前、后两个方向上均辐射左旋圆极化(LHCP)波。理论设计结果与实测结果吻合较好。     

共面波导边缘结构的平面单极子天线

共面波导与微带线相比具有较低的损耗,并易于与其它电路结构集成。传统共面波导馈电的矩形单极子天线频带较窄。为了展宽天线带宽在矩形贴片底部开槽,并将共面波导的中心导带延伸至凹槽顶端进行馈电。将凹槽的顶端和共面波导的一部分地面设计成渐变结构,并通过在凹槽中插入阶梯结构对天线的输入阻抗进行调整。仿真结果表明,新型结构可将天线带宽由原来84.8%展宽到167.2%(频率范围为:2.17GHz～24.3GHz,S11≤-10dB)。实际测试结果与仿真值吻合良好。该天线具有近似全向的辐射特性,适合于便携式超宽带通信系统。     

波导缝隙全向天线的设计与分析

设计了一种波导宽边细缝缝隙天线,并利用Ansoft公司的电磁仿真软件HFSS(high frequency structure simulator)进行仿真.电磁仿真软件HFSS能给出波导宽边细缝缝隙天线的回波损耗和辐射方向图.基于同轴线理论、波导宽边缝隙天线理论和梯形渐变器理论设计波导宽边细缝缝隙天线,采用HFSS仿真设计该天线,并制造波导宽边细缝缝隙天线.测试所设计的天线,分析了影响波导宽边细缝缝隙天线E面和H面方向图的主要原因,为今后设计和制造波导缝隙天线提供一种分析方法,对实际工程应用有着重要的意义.     

一种新型非对称共面波导滤波器的设计与仿真

为了解决高频微波集成电路中的滤波问题,设计了一种新型非对称共面波导结构的带阻滤波器。利用时域多分辨分析方法(MRTD)对滤波器进行了仿真计算,根据选用不同基底材料和槽线宽度得出的S参数值,分析了对滤波器性能的影响。该非对称结构共面波导滤波器具有体积小、损耗低、阻带宽、易于加工等优点,并且只要改变设计参数值,就可以得到其他频段的带阻滤波器。     

波导端口对氟化聚酰亚胺AWG性能影响分析

为降低基于氟化聚酰亚胺AWG(Arrayed Waveguide Grating )波分复用器的损耗, 指导AWG器件的实验制备, 使其满足通信系统低损耗的需求, 分析了波导端口对氟化聚酰亚胺AWG波分复用器的性能影响, 并对器件的结构做出针对性的优化。进一步研究了阵列波导光栅输入/输出波导的衍射损耗、 阵列波导的衍射损耗以及衍射效率对器件衍射特性的影响。研究结果表明, 波导端口孔径的优化可使衍射效率提高到接近100%。     

海洋上大气波导中电磁波传播损耗的误差分析和敏感性试验

为了分析电磁波在海洋波导环境中的传播损耗情况,建立了海洋波导环境中典型的五参数经验模型.讨论了利用地型抛物方程求解时将海平面作为理想导体处理与实际情况的误差,对参数变化导致电磁波传播损耗的变化进行了敏感性分析.结果表明,对于在高频工作的无线电系统,可将海平面作为理想导体近似处理;五参数对电磁波传播损耗变化的敏感性各不相同,存在蒸发波导时,蒸发波导的厚度对电磁波传播损耗变化最为敏感,而存在表面波导时,波导底的高度对电磁波传播损耗变化最为敏感.     

用于RF无源器件的氧化多孔硅隔离层技术

为了提高片上射频(RF)无源器件的性能,可以利用氧化多孔硅厚膜隔离硅衬底来降低硅衬底的高频损耗.通过采用Serenade SV建模对共面波导传输性能的分析,计算了不同厚度的氧化多孔硅隔离层硅衬底的损耗.结果表明氧化多孔硅(OPS)隔离层能够极大地降低硅衬底在高频条件下的损耗.实验制备过程中采用电化学阳极氧化法在n+衬底上制备了多孔硅厚膜,继而将孔隙度大于56%的多孔硅样品利用两步氧化法氧化为氧化多孔硅厚膜,有效地解决制备过程中的隆起失效和崩裂失效问题.测量了多孔硅的生长速率和氧化多孔硅的表面形貌.制作了一个氧化多孔硅隔离层上的5 nH的Cu平面电感,在2.4 GHz时电感的品质因数(Q值)超过了6.     

CMOS工艺片上传输线研究

对深亚微米硅基CMOS工艺集成电路中常用的微带线和共面波导2种传输线结构进行了研究.从理论上分析了传输线分布参数和损耗,利用0.13μm CMOS工艺制作了特征阻抗分别为50和70Ω的微带线和共面波导元件库,在0.1~30 GHz频率范围内利用网络分析仪和SOLT测试技术进行测试.利用分布参数电路模型和测试得到的S参数提取出了特征阻抗、衰减常数、品质因数等传输线基本参数.研究结果为设计者选择和设计高性能传输线提供出可借鉴的实用性模型.     

一种基于康托集分形的超宽带陷波天线的研究与设计

提出了一种共面波导馈电的超宽带陷波天线.该天线采用康托集分形辐射单元,有效增加天线的阻抗带宽,使所设计的天线满足超宽带通信的需求.为了避免超宽带天线与传统的窄带系统之间的干扰,在共面波导接地面的顶部刻蚀一个U形槽,从而在5.1～5.9 GHz产生一个陷波特性,有效避免超宽带系统与窄带系统之间的干扰,实现超宽带系统与WLAN和WiMAX系统的协同工作.利用高频结构软件HFSS对设计的天线进行仿真分析,结果表明,在3.1～10.6 GHz频带范围内所设计的超宽带天线的回波损耗小于10 dB,并在5.1～5.9 GHz范围内回波损耗大于10 dB,实现了超宽带系统与IEEE802.11 a(5.1～5.9 GHz)的协同通信.     

多层屏蔽共面波导模型及其实验

提出了一个屏蔽多层共面波导模型.由这个模型可以演变出20种非对称共面波导.为了获得特性阻抗和相对有效介电常数的封闭解析表达式,采用保角交换方法对所提出的模型进行了分析.然后利用该模型分析了一个共面波导的特例,对这个特例进行了计算并制作了这个特例的样品.采用时域反射法对样品的特性阻抗和相对有效介电常数进行了测试.通过比较理论计算与实验结果,说明了这个模型是准确和有效的.     

非对称共面波导色散特性的时域多分辨分析

为分析非对称共面波导(ACPW)的色散特性,应用时域多分辨分析(MRTD)方法,采用完全匹配层(PML)吸收边界条件,对ACPW的特性阻抗进行计算,分析介质基片介电常数以及介质基片厚度对ACPW特性阻抗的影响,描绘ACPW特性阻抗随频率变化曲线.结果表明,该算法与传统的时域有限差分法(FDTD)具有良好的一致性,而计算时间缩短了近1/2.应用MRTD算法分析ACPW是有效的.     

一种新型部分介质共面波导

提出一种具有部分介质的新型共面波导传输线,并采用电磁数值方法对该传输线的有效介电常数、特性阻抗及群时延特性进行分析和仿真.结果表明,该传输线较传统共面波导更为灵活,更加便于调整,同时具有良好的色散特性,有较高的应用潜力和研究价值.     

微带．共平面组合传输线性能分析及初始实验研究

把微带红和共平面线组合在一起,设计了组合传输线，导出了相速及特性阻抗计算式，用屏蔽式的共平面线s-cps^[1]的计算机数据作为相近似的特例，进行了间接的校核，并用手工制作的2－8GHz滤波器作了始实验研制，期望测定审核后能供微波工程选用。     

共面波导型光控微波开关的研究

给出了共面波导型光控微波开关的设计方法及共面波导结构参数，分析了导带不连续性效应和插入损耗及隔离度的影响因素。     

非对称槽宽多层圆柱共面波导的特性

提出了确定非对称槽宽多层圆柱共面波导（MCCPW）特性的便于计算机辅助设计的解析公式。基于一系列保角变换,导出了计算非对称槽宽MCCPW的等效相对介电常数和特性阻抗的封闭表达式,研究了MCCPW的非对称槽宽对准静态参量的影响,所得结果表明,本文所导更具一般性且同样有较高精度。     

一种小型平面陷波超宽带天线

本文提出了一种应用于超宽带系统的带陷波结构的共面波导馈电小型平面超宽带天线.天线采用印刷电路板上的矩形贴片作为辐射单元,并由同一面上的共面波导(CPW)馈电,通过在矩形贴片上开一个C形槽来实现陷波功能,电磁仿真软件Ansoft HFSS10的仿真结果显示,合适地选择C形槽的尺寸可以调整陷波的中心频率和带宽.仿真及实验结果表明,该天线在3.1-10.6GHz工作频段内电压驻波比小于2,在5-6GHz范围内具有陷波特性,有效地阻隔了无线局域网(WLAN)系统对超宽带(UWB)系统的影响,在整个工作频段内有稳定的增益和良好的辐射方向特性.     

具有陷波特性的小型超宽带天线的设计

设计了一种具有陷波特性的共面波导馈电超宽带天线.天线大小为（25mm×26mm×0.64mm）,利用仿真软件CST对其进行了仿真,对天线的阻抗特性、方向图和增益进行了研究.结果显示,该天线在3.1GHz到大于20GHz的频带范围内VSWR〈2,其中在5.1～6.2GHz间具有陷波特性.该天线在整个工作频段内有良好的辐射方向特性.     

星载高功率微波波导低通滤波器的精确设计

提出了一种星载高功率波导低通滤波器的精确设计方法，将滤波器分布低通原型参数转换成广义阻抗变换系数，采用模匹配法等数值算法精确计算矩形波导中客性膜片的散射参数，进而获得其广义阻抗变换系数，然后通过插值，直接得到滤波器的所有结构参数．该方法避免了常规设计方法中对结构参数的反复调整，提高了设计效率和设计精度．设计并制作了1台2．5GHz和1台22GHz的矩形波导低通滤波器，典型性能为带内驻波比小于1．2，损耗波动小于0．15dB，测试结果与设计数据一致，满足了技术指标要求．     

椭圆柱共面波导的准静态分析

利用保角变换技术对两种椭圆柱共面波导的传输特性作了准静态分析，导出了两种结构的有效介电常数和特性阻抗的封闭表达式，并提供了计算曲线．结果表明，这种方法是有效的