非对称共面波导特性参数的时域反射测量

提出了采用时域反射测量方法测量背敷金属化层非对称共面波导的特性参数，介绍了测量不连续点特性阻抗和传输线有效介电常数的原理与方法，给出了测量背敷金属化层非对称共面波导的实验结果和有关数据，对实验进行了说明，并对实验结果及其误差进行了分析。     

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.     

扇出型封装中共面波导的信号反射研究

介绍了扇出型晶圆级封装的工艺流程和结构。分析了扇出型封装结构中共面波导传输线的特性阻抗。针对共面波导在跨区域时的阻抗不连续问题,采用ANASYS软件建立联合仿真模型,从时域和频域的角度分析了阻抗不匹配带来的影响。分析了信号线宽度、信号线与地线间距和地线宽度对阻抗的影响,通过调整主要的参数来使传输线阻抗匹配,对比了调整前后输出端的信号反射噪声。结果表明,调整扇出区域传输线的线间距可以将信号噪声从12%降低到2%,有效地减少了信号的反射。     

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%.     

FDTD计算共面波导馈电双频天线

基于共面波导传输结构的诸多优越特性,如低剖面、重量轻和低成本等,共面波导结构成为一个研究的重点.首先,给出一个共面波导馈电的双频天线结构,并分析了其工作原理,得出了工作频率与几何尺寸的定性关系;接着,介绍了时域有限差分法对共面波导馈电双频天线进行仿真计算时的一些关键技术,如激励源的设置,完全匹配层的设置和近远场外推技术,特别是激励源的设置,引入了模式匹配的激励设置方法,与传统激励源的设置相比,减少了计算时间与内存的需要;最后,给出了天线特性的计算结果与实测结果,具有较好的一致性,满足了双频天线工作的基本要求;同时,电场分布证明了双频工作的机理,对此种天线设计参数选取有一定指导意义.     

基于慢波传输线的小型化威尔金森功分器设计

提出了一种基于共面波导的慢波传输线,根据此慢波传输线设计了一款小型化威尔金森等分功分器.采用在共面波导中心导带上加载交指电容和蛇形线的方式,构造出慢波传输线,此传输线中心频率为0.9 GHz,特性阻抗为70.7Ω,相位为90°,尺寸仅为传统共面波导传输线的23％.基于此慢波传输线设计了威尔金森等分功分器,尺寸为31.4 mm×28.7 mm,仅为传统共面波导功分器的49％.与此同时,测试表明,该功分器在工作频段内展示出优良的射频性能,回波损耗>15 dB,插入损耗<3.2 dB,隔离度>20 dB,且测试与仿真结果相吻合,验证了设计方法的正确性和可靠性.     

微环谐振器传输特性分析

主要研究微环谐振器的基本结构参数对传输特性和微环性能的影响。根据耦合模理论,给出了微环谐振器传输函数的表达式;用传输矩阵法对直波导和弯曲波导之间的耦合进行了分析,研究了耦合系数与微环结构参数之间的关系;利用时域有限差分法对微环谐振器进行数值仿真,得到其频谱响应曲线。通过分析可以得到:波导间距的增大使振幅耦合比率减小;微环半径变小,微环的弯曲损耗就会变大,品质因子变大,自由光谱范围就会变大。相对微环半径,波导厚度对微环的性能参数影响较小。在设计时,应按照实际需求来设计间距和微环半径的大小。     

基于变换光学的波导弯接头设计

变换光学是一种通过设计改变传输介质的电磁特性实现调控电磁波任意传输的理论.根据麦克斯韦方程组在空间变换下的协变性,可以通过坐标变换设计出具有特定电磁参数的材料,从而设计新型电磁器件满足对电磁波传输的特定需求.基于变换光学的方法,人们陆续提出了隐身斗篷,隐身地毯以及波束集中器等新型电磁功能器件.基于上述背景,应用变换光学的理论方法,本文提出并设计了一种可实现无反射传输的90°波导弯接头.对波导弯接头材料的电磁参数进行了重新设计,实现了对于入射波的传输方向的操控,满足无反射传输要求.然而,经过变换光学得到的波导接头材料电磁参数通常是各向异性的,因此在实际制备中很难实现.本文根据等效介质理论使用两种各向同性材料在特定方向上层叠等效实现了波导弯接头处各向异性材料的电磁特性.基于有限元方法,对设计的波导接头进行了数值仿真,结果表明:在填充了特定材料的弯曲波导接头处,电磁波可以实现无反射传播从而大幅提高了传输效率.     

基于高速PCB传输线建模的仿真

在高速印刷电路板(PCB)设计中,逻辑门元器件速度的提高,使得PCB传输线效应成了电路正常工作的制约因素.对传输线做计算机仿真,可以找出影响信号传输性能的各种因素,优化信号的传输特性.采用全电荷格林函数法结合矩量法提取高速PCB传输线分布参数并建立等效时域网络模型,应用端接I/O缓冲器IBIS瞬态行为模型,对实际PCB布线进行电气特性仿真,其结果与Cadence公司的SPECCTRAQUEST软件仿真结果一致,且仿真效率得到提高.     

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.