非对称带状分支线耦合器的等效电路分析方法

提出一种新颖的非对称带状分支线耦合器等效电路分析方法.运用奇偶模分析法对分支线耦合器进行理论分析,引入已有的T型接头不连续性等效电路模型及基本理论,在此基础上提出了分支线耦合器1/4分支结构的等效电路模型,并推导出四种模式下分支端口的反射系数的计算公式,最后得到分支线耦合器的S参量.经实例验证和分析,等效电路分析法计算结果与IE3D软件仿真结果一致性较好,分支线耦合器S参量的平均误差小于2%,而传输线理论法由于未考虑1/4分支中不连续性结构带来的传输损耗影响,导致分支线耦合器的相位发生了一定的偏移.     

一种新颖的高低阻抗带状线低通滤波器分析方法

为克服传统分析法由于未考虑不连续性结构的影响导致分析结果不准确的不足,提出了一种新颖的高低阻抗(HLI)带状线低通滤波器分析方法.首先在现有微带开路线不连续性等效电路模型及理论的基础上,提出了高低阻抗带状线的等效电路模型;其次运用传输线理论推导出了对应的ABCD传输矩阵,结合实例分析了三种不同情况下的散射参数,有效验证了所提出的等效电路模型的正确性;最后,将所得的等效电路模型应用于分析高低阻抗带状线低通滤波器,本文等效电路分析法所得结果与仿真软件HFSS仿真结果吻合良好,其散射参数的平均误差小于2%,而传统的传输线理论法由于未考虑该滤波器中高低阻抗带状线的宽度跳变所带来的不连续性传输损耗,其计算结果产生了较大的偏差.     

一种新颖的带状线功分器等效电路分析方法

带状线功分器结构中包含直角拐角和T型接头不连续性部分,会引入相应的不连续性传输损耗,传统的分析方法并没有考虑这部分损耗,导致分析结果不够准确.针对这个问题,提出了一种新颖的带状线功分器等效电路分析方法.在已获得的微带开路线不连续性等效电路模型及理论的基础上,提出了带状线功分器参考面T′区域的等效电路模型,并推导出了带状线功分器散射参数的计算公式.经实例验证发现,该等效电路分析法所得结果与仿真软件HFSS仿真结果吻合良好,带状线功分器散射参数的平均误差小于2%,这充分表明了该等效电路模型的正确性和有效性.     

带状线SIR带通滤波器的等效电路分析方法

运用传输线基本理论推导出双开路线加载的耦合带状线传输矩阵解析公式,在已有的开路线和阶梯跳变不连续性等效电路模型的基础上,提出一种带状线阶梯阻抗谐振器(SIR)带通滤波器等效电路分析方法.结合实例进行验证和分析,该等效电路分析法所得结果与仿真软件HFSS仿真结果吻合良好,S参量的平均误差小于2%,而传统的传输线理论法由于未考虑开路线、阶梯跳变等不连续性部件产生的传输损耗在中心频率处发生了偏移.     

Design of a CPW-fed uitra-wideband antenna

文章设计了一种共面波导馈电的小型平面超宽带天线.天线由树形辐射单元和共面波导构成,体积小,在工作带宽内具有稳定的方向特性.利用电磁仿真软件对影响天线性能的主要参数进行了仿真、分析和优化,得到了天线的理想尺寸.对优化后的超宽带天线进行制作和测试,测试结果显示天线的工作带宽为3～11 GHz.测试结果与仿真结果吻合,从而证明利用共面波导馈电的超宽带天线设计方法的有效性.     

一种用于高速差分线的宽带共模噪声滤波器

提出了一种用于高速差分线的新型宽带共模噪声滤波器,通过在差分信号线的参考地平面上刻蚀共面波导形式的1/4波长谐振器进行实现.建立了该结构的等效电路模型,分析结果与全波电磁仿真以及实验测量结果一致.结果表明,滤波器在3.96~8.26GHz频率范围内实现了20dB的共模噪声抑制,同时保证良好的差分信号传输特性.与已有设计相比,在尺寸、成本和性能上具有综合优势.     

非对称共面波导-槽线转接器S参数的分析与计算

为进一步提高共面波导与槽线连接的灵活性,设计一种非对称共面波导-槽线转接器.利用基于Mur-PML混合吸收边界条件的时域有限差分法,分别计算了对称共面波导-槽线转接器与非对称共面波导-槽线转接器在3～8 GHz的S参数.结果表明:计算结果与实际测试结果吻合较好;非对称共面波导-槽线转接器在设计的灵活性与阻抗匹配方面均优于对称共面波导-槽线转接器.     

共面波导馈电的超宽带天线设计

文章设计了一种共面波导馈电的小型平面超宽带天线。天线由树形辐射单元和共面波导构成,体积小,在工作带宽内具有稳定的方向特性。利用电磁仿真软件对影响天线性能的主要参数进行了仿真、分析和优化,得到了天线的理想尺寸。对优化后的超宽带天线进行制作和测试,测试结果显示天线的工作带宽为3～11GHz。测试结果与仿真结果吻合,从而证明利用共面波导馈电的超宽带天线设计方法的有效性。     

一种基于神经网络算法的宽带溶液介电常数测量

以共面波导结构和人工神经网络为基础实现了一种宽带溶液介电常数测量.由于共面波导在自由空间中辐射小、结构灵敏等优点,本文通过时域有限差分法算法在1~3GHz下优化设计了一种双端口的U型共面波导传输线作为测量装置.人工神经网络反演算法使用的散射参数全部来自于乙醇-水溶液的实验数据,有效的避免了传统方法中仿真数据与实测数据带来的误差.为验证该神经网络预测的准确性,本文在常温20℃下分别测量了4组不同浓度的甲醇-水溶液和甲醇-乙醇混合溶液在带宽内的传输系数并进行介电常数的神经网络反演.反演结果与Cole-Cole方程下的理论值相比较有较好的一致性,介电常数实部和虚部的相对误差平均为3.6%、3.51%.     

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。     

基于共面波导/微带线耦合结构的超宽带滤波器设计

针对高性能和小型化宽带滤波器设计问题,利用微带线和共面波导之间的大面积重合以及介质基板所导致的强耦合效应,设计了一款CPW/微带线结构的超宽带带通滤波器.分析了所设计带通滤波器的等效模型,讨论了耦合区域长度对滤波器性能的影响.CST软件仿真的结果表明,所设计的滤波器满足超宽带滤波器的设计指标,与其他同类滤波器相比,具有设计更简单、结构更紧凑的特点.     

基于交指型缺陷接地结构的共面波导

提出了一种在缺陷接地结构（DGS）中用交指电容代替缝隙电容的方法．将交指电容用于DGS共面波导,与缝隙电容DGS相比,交指电容DGS更能使电容的耦合加强,它增加了电容值,使得电路尺寸之间的倍数关系减小,有利于电路的设计和制作,滤波深度和滤波的陡峭程度显著增大,有效改善了DGS共面波导的特性．同时,将该结构用于共面波导贴片天线的设计中,得到了基于交指型DGS的超宽带共面波导天线,与没有DGS的共面波导天线相比,新型天线的带宽增加了600MHz,其相对带宽由84％提高到103％,达到5个倍频程．     

一种高性能超宽带微带双通带滤波器设计

提出了一个CPW/微带复合谐振腔结构组成的双通微带滤波器设计方案.该滤波器由1个开路加载的1/4波长CPW复合谐振腔和2个短路加载的1/4波长的CPW复合谐振腔组成.该滤波器利用不连续失配理论产生了可调节刻痕阻带,采用加载短接线模拟低通滤波器改善了阻带特性.实测数据表明,滤波器在3.4～9.1 GHz（-3 dB带宽）范围内具有通阻带特性,相对带宽大于92%,带外衰减优于-30 dB,刻痕阻带的调节范围为5.5～8 GHz,与仿真结论基本一致.     

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.     

一种轻薄型共面波导圆极化整流天线

本文设计了一款应用于近地飞行器的轻薄圆极化整流天线,飞行器普遍载荷有限,且在不断地运动,因此要求整流天线具有圆极化、重量轻、体积小、剖面低、易与飞行器表面共形等特点.本文设计的整流天线工作在5.8GHz,采用共面波导耦合馈电,具有较宽的工作带宽.后端整流电路采用串联二极管形式,并利用共面波导低通滤波器进行直流滤波,不需要使用任何集总元件.该整流天线结构紧凑,全重仅1.98g,剖面厚度0.5mm,最佳整流效率71.22%.测试结果与仿真结果吻合良好,验证了该设计的可行性.     

Analysis and design of compact printed monopole UWB antennas with multiple notched bands

This paper presents three compact ultra-wideband （UWB） antennas fed by coplanar waveguide （CPW）. The proposed antennas consist of a planar circular patch monopole UWB antenna and mul- tiple etched slots on the feed line. Simulation by Ansoft high frequency structure simulator （HFSS） 10.0 shows that the in-band impedances are quite stable and satisfactory. Rejected narrow frequency bands are further obtained within the wideband width by inserting U-shaped slots into the fed line of the antennas. The antennas have a dimension of 50mm by 40mm by 1.5mm. The simulation and measurement results show that the proposed antennas have stable directional radiation patterns, very low profile and low fabrication cost, which are suitable for the UWB system.     

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.     

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.     

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。