X波段高性能有源集成天线设计

设计了一种带有收发开关和低噪声放大器的有源集成天线.收发开关基于PIN二极管设计,采用非对称拓扑结构和阻抗变换网络实现了低插损和高收发隔离的特性.协同设计天线、收发开关及低噪声放大器(LNA),省去了天线与收发开关之间的匹配网络,并简化了收发开关与低噪声放大器之间匹配网络的设计.实际加工的有源集成天线测试与仿真结果基本一致,在7.8～8.1GHz频率实现了良好的匹配和辐射性能,且结构紧凑.     

电视同频转发系统抗干扰能力的研究

分析了电视同频转发系统的组成原理及特点,研究了增大隔离度、减小同频干扰的措施,即：增大收发天线间的距离,合理利用电波在自由空间的传播损耗;收发天线采用不同的极化方式;利用地形、地物的阻挡增大隔离度;采用高前后比或小旁瓣天线;组合不同天线阵等。     

一种C波段基于发卡结构的低耦合贴片天线

在收发天线对中,收发天线单元间的距离越近,单元间的耦合越强。为了抑制近距离放置的2个微带贴片天线单元间的互耦,提出一种占用很小平面空间的对称发卡结构,通过引入新的耦合路径进行天线耦合补偿。基于该结构,设计加工了工作频率在5.8 GHz的微带贴片天线对,尺寸为30 mm×50 mm×1 mm。天线单元边缘间距为0.03λ_0。实验测量结果表明,采用该结构能够使天线对在5.8 GHz实现42 dB隔离度,|S_(11)|-10 dB带宽为1.21%,带宽内隔离度大于40 dB,证明了该设计的有效性。     

一种改进型宽带SPDT开关的设计及其应用

描述了单刀双掷PIN管开关的原理，提出了一种改进的3倍频程宽带开关，并给出了设计和测量结果，具有频带宽、隔离度高和插损低的特点，弥补了传统并联二极管带宽窄的缺点，结合其在实际天线阵列中的应用，验证了该开关的实用性，给出了其在天线阵中的测量结果．     

一种减轻信道测量仪中相位噪声影响的方法

该文研究了相位噪声对时分复用切换信道测量仪所测结果的影响,提出一种基于开关快速切换的信号发送和接收方法。通过在不同发射天线上发送相互正交的测试序列,增加了在一个快拍周期内在收发天线对之间的切换次数。与传统方法相比,该方法缩短了天线开关的持续时间,使相位噪声对不同收发天线对的影响基本相同。通过仿真分析,采用该文提出的切换方案后,有效地减轻了相位噪声对多天线信道容量的过估计。     

一种高性能Ku喇叭阵列天线的设计

Ku波段已经成为卫星通信一个主要的工作频段。设计了一种高效率的喇叭天线单元,通过插损较小的空气带状线进行组阵减小阵列厚度;通过180度倒相馈电形式对相邻单元进行馈电,减小了天线极化之间的耦合,改善了天线的交叉极化隔离度性能。结果表明该天线阵列增益效率高,天线整体厚度较小,交叉极化隔离度高,是实现平板阵列天线的理想形式。     

介质表面形貌对射频微机械开关隔离度的影响

针对粗糙介质表面造成射频微机械(RF M EM S)开关隔离度衰减的问题,设计了一个双桥电容式RF M EM S开关,分别采用金属A u和A l作为开关的下电极,以S iN作为电容介质制备了样品。微波特性测量表明两种材料开关的隔离度有很大区别。利用原子力显微镜对金属A u和A l上制作的S iN介质层表面进行了测试,表面粗糙度R a值分别为13.050 nm和66.680 nm,分析得到相应的关态电容减少因子分别为0.52和0.15。为获得较好的开关隔离度,介质表面粗糙度须控制在5 nm以下。     

基站天线室内测量系统的误差分析

分析了基站天线室内测量系统的误差源，理论证明微波暗室是影响测量结果（电压驻波比，隔离度）的重要因素．根据对测试结果的分析，得出了关于微波暗室对天线性能参数影响的几点结论．最后指出了所用方法的不足之处，提出了新的分析方法．     

一种双频段卡塞格伦天线的设计

介绍了一种兼容X波段和Ku波段的卡塞格伦天线系统的设计方法,其中天线相对带宽分别达到8﹪和5.5﹪。该天线系统由一个主反射面、一个副反射面和一个双频段馈源组成,微波信号经过主副反射面的反射后进入它们的共焦点处的馈源内,从馈源内输出和差信号,经Ansoft HFSS 11及CST软件仿真各项参数符合设计指标要求,带内隔离度性能优异,满足工程使用需求。     

射频微机电并联电容式开关的参数性能分析

射频微电子机械系统RF MEMS开关的高隔离度与低插入损耗特性,同开关自身的结构参数密切相关。为了得到更好的开关性能,在设计过程中有必要对射频MEMS开关的相关参数进行优化。本文用ADS和HFSS仿真设计软件,对射频MEMS并联电容式开关的微波特性进行了分析和仿真,研究了MEMS开关的等效电路参数和结构参数的变化对RF MEMS开关微波特性的影响。仿真结果表明:等效电容参数和MEMS开关桥宽度是影响开关性能的关键参数,当开关的等效电容参数增加20 pF,或MEMS桥的宽度增加40μm时,RF MEMS开关的插入损耗则可能增加10 dB以上。     

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。     

基于微带线的W波段宽带pin管开关

采用微带混合集成工艺设计了一款W波段宽带pin管开关.通过建立pin管的Ansoft HFSS模型,实现了开关整体的精确仿真.分析了开关结构中主传输线特性对隔离度的影响,在此基础上采用高阻抗主传输线有效地提高了开关的隔离度,进而展宽了开关的隔离度带宽.为了获得开关的宽带导通特性,采用行波技术补偿pin管反向偏置时寄生参量的影响.为了验证该设计方法的正确性,对所设计的开关进行了加工、测试.测试结果表明:开关在87~103.5 GHz频率范围内,隔离度大于30 dB;在80~90 GHz频率范围内,开关导通时的插损小于1.2 dB;在90~95GHz频率范围内,开关导通时插损小于1.5 dB.仿真结果与测试结果吻合良好.     

应用于数字电视系统的双极化Vivaldi天线

本文提出了一种具有高端口隔离度的双极化正交Vivaldi天线.在没有电流接触的情况下,以十字形交叉的形式将两个Vivaldi天线正交放置来实现双极化天线结构.为了满足低端带宽要求,同时改善低频辐射特性,提出了一种新颖的指数渐变槽边缘(ETSE)结构.两条微带馈线用于实现每个极化端口的独立馈电.测试结果与仿真结果吻合良好.所提出的天线实现了-10dB的回波损耗带宽为470-794MHz,并且在正交方向上显示了稳定的辐射性能.测试显示两个极化之间的隔离度优于25dB,并且在工作频带上的增益在1.57至7.18dBi之间.所提出的天线可以用于数字电视(DTV)系统.     

基于FSS的紧凑型微基站天线

设计了一款1×2双极化微基站天线来解决传统宏基站在信道补盲和信道容量提升上遇到的瓶颈。该双极化微基站天线单元通过采用叠层技术和角馈技术,并结合加载短路金属铜柱的方法来提高单元端口间的隔离度;此外,通过在天线单元间加载由频率选择性表面(frequency selective surface, FSS)构成的隔离墙结构以减小双极化天线单元间的耦合。仿真测试结果表明,该1×2双极化微基站天线各单元在工作频段2.5~2.7 GHz内驻波比小于1.5,端口间隔离度大于30 dB,且具有稳定的方向性。在微基站有限的空间内所设计的双极化微基站天线,具有结构紧凑和隔离度高的特性,且天线单元间相互独立工作。     

一款紧凑型超宽带MIMO天线设计

提出并设计一款使用相互垂直解耦结构的紧凑型超宽带MIMO天线.天线由4个耳朵型的平面单极子天线单元组成.在地板上延伸出的带有平行金属带的倒L型枝节,能够拓展天线的带宽,同时改善天线端口间的隔离度.仿真和测试的结果表明天线在3.1~10.6GHz的带宽内隔离度在-20dB以下.同时给出了天线的增益、效率、辐射方向图和相关系数.     

一种新型双频宽带八单元5G手机天线设计

针对无线通信设备对MIMO天线多频段,结构简单和高隔离度的要求,研究提出了一款用于5G手机的新型双频宽带八单元多输入多输出(MIMO)天线;天线基板采用FR4材质,整体尺寸为150 mm×75 mm×0.4 mm;天线“U”型辐射单元加载在基板的一面,尺寸仅为10 mm×3.6 mm,每个单元被馈源分为两个部分,分别产生3.5 GHz和4.9 GHz两种谐振模式;同时,在金属板的一面,通过刻蚀矩形槽的方式,改变电流有效路径和阻断单元间的电流传输,以增加工作频带带宽和减弱单元间的耦合程度;仿真和实测结果表明：当S11小于-6 dB时可以覆盖3.3～3.6 GHz和4.8～5.1 GHz,天线单元间隔离度优于13.6 dB,辐射效率达到67%以上。与传统天线相比,天线在结构,带宽,隔离度等方面具有优势,具有良好的应用前景。     

感性可调MEMS电容性膜开关的微波等效模型分析

通过对感性可调MEMS电容性膜开关等效电路模型的电磁特性分析,建立了开关的“关”态谐振频率选择模型和“开”态阻抗匹配模型.从微波等效电路的角度提出高性能感性可调MEMS电容性膜开关的设计方法,同时给出了基于这两种模型设计X波段MEMS开关的“关”态隔离度与“开”态反射损耗的电路仿真结果,与高频电磁场全波仿真结果吻合较好,具有较高的实际应用价值.     

高隔离度的双极化口径耦合微带单元与阵列天线

提出一种新型的双极化微带贴片单元与其阵列设计,该单元采用一对相互垂直的“H”形缝隙作口径耦合馈电,获得了良好的端口隔离度(在工作频带8.8～9.8 GHz内实测值大于42 dB).该结构用于SAR系统天线的子阵设计时,其网络布置较为简单.基于此设计,研制了八单元直线阵列天线,理论仿真和实验相当吻合,不但测得高的端口隔离度(>30dB),而且实测的交叉极化特性很好(<-32.5 dB).     

基于介质谐振器和PCB技术的SPDT滤波开关

针对时分双工(time division duplex, TDD)子系统同时对滤波器和开关的需求，将二者相融合提出了一种滤波开关设计方案。介质谐振器滤波器因具有高Q值、低损耗等特点而被广泛研究，然而其不易与PIN管集成，难以实现开关功能。基于介质谐振器和印刷电路板(printed circuit board，PCB)技术设计了一种低损耗、高隔离度的单刀双掷(single pole double throw, SPDT)滤波开关。设计以介质谐振器滤波器为滤波主体，同时在PCB上实现SPDT开关功能，滤波功能和开关功能可独立设计，降低了设计难度。开关电路在导通状态时等效为一段传输线，因而仅会增加很少的插入损耗。加工并测试了一个设计实例，测试结果表明，打开状态下的带内损耗为0.92 dB左右，关闭状态下的隔离度优于47 dB。与传统单纯PCB滤波开关相比，该设计具有更低的插入损耗、更高的隔离度。     

利用微波在介质上的反射来测量石油中的含水量

本文提出了一种测量石油高含水(含水率为0～100％)的方法,即微波反射法。因为油和水的波阻抗相差很大,对微波而言其反射系数亦相差很大,通过测量含水石油的反射系数即可确定其含水量。 文中介绍了一种测量石油高含水的仪器,它主要由微波固态源、Y结环行器、天线式传感器、微波吸收筒和检波器等部分组成。固态源所产生的微波,通过天线传感器发射至被测石油中,按照石油中含水量的不同产生相应强度的反射波,再被天线式传感器接收后进入检波器转换为电量,而透射波被微波吸收筒吸收。文中阐述了主要部件的设计要求,并简单介绍了现场的使用情况。