改进的HEMT器件噪声等效电路模型

为了弥补 SPICE电路模拟程序中高电子迁移率HEMT器件等效电路噪声模型的缺陷 ,提高高速电路设计的精度 ,提出了一个新的用于 SPICE电路模拟器的 HEMT噪声模型 ,该噪声模型的优点在于由两个不相关的噪声电压源和噪声电流源组成 ,很容易在 SPICE程序中实现。文中给出了利用矩阵关联技术提取噪声等效电路模型参数的方法 ,实验结果说明 ,该模型主要改善了器件最佳噪声系数和噪声电阻的精度     

一种可用于卫星通信的微带天线阵元

通过计算机仿真对微带贴片天线的阻抗和辐射性能进行了仔细的研究，找出了一些微带贴片几何尺寸与天线特性参数之间的关系，在此基础上提出了一种可用于VSAT站基本上满足C波段卫星通信对频率、带宽、极化、隔离等要求的微带天线阵元的结构。     

基于矢量拟合与渐进空间映射的微波滤波器调试

为快速诊断调试微波滤波器,缩短调试时间,提出了一种基于矢量拟合与渐进空间映射算法的计算机辅助调试方法.首先采用矢量拟合方法提取出滤波器的等效电路参数,再采用空间映射算法预测调谐螺钉的伸入量,从而实现微波滤波器的快速调试.采用提出的方法分别对四阶交叉耦合和六阶切比雪夫滤波器进行调试,仅通过3次和4次迭代便可以逼近理想响应,从而验证了所提方法的准确性与有效性.     

背腔式分形微带贴片天线电磁散射特性分析

将矢量有限元方法和边界积分方法相结合，分析背腔式分形微带贴片天线的电磁散射特性，给出了该方法的理论模型，根据变分原理得出原有问题的等效泛函，将背腔体用四面体单元进行剖分，采用矢量基函数展开各单元内的电场，按照里兹方法得到一组线性方程，再利用腔体开口面上电磁场的连续性，应用边界积分方程得到另外一组线性方程，两组方程构成完备的线性方程组，由此求出腔体开口面的等效磁流和原问题的散射场，通过将该混合方法应用于传统的背腔式微带贴片天线的RCS计算，验证了该方法的正确性，在此基础上，对背腔式分形微带贴片无线的电磁散射特性进行了计算和分析，结果显示，背腔式分形微带贴片天线的电磁散射特性主要取决于微带天线的激励单元而不是寄生单元。     

新型对偶复合左右手传输线电磁特性研究

采用缺陷地结构和加载枝节贴片的方法,设计了一种结构简单的新型对偶复合左右手传输线,并深入研究了其电磁特性.采用Bloch-Floquet理论和全波仿真软件推导并计算了该结构的色散曲线,理论和仿真结果吻合较好,证明了该结构为对偶复合左右手传输线结构.给出了该结构的等效电路模型,并提取了相应电路结构参数.采用电磁扫描仿真,分析了结构参数的变化对其电磁特性的影响.相对于文献[8～9]中结构,该结构相对简单,参数易于调节；同时,该结构具有对称性,能够更好的应用于微带天线的设计.     

基于神经网络的雪崩光电二极管SPICE模型构建

针对雪崩光电二极管（Avalanche Photodiode， APD）雪崩前后电流数量级相差大、I-V特性曲线变化剧烈的特点，在对I-V特性数据进行对数化、归一化预处理的基础上，采用浅层神经网络完成I-V函数拟合，并进一步优化神经网络结构以提升模型准确性. 在此基础上，使用Verilog-A硬件描述语言实现APD的SPICE模型，并应用Cadence软件设计电路验证模型的有效性和准确性，引入相对误差评估模型的准确度.结果表明：优化后的神经网络学习的I-V特性函数与TCAD仿真数据的均方误差损失为2.544×10-7，SPICE模型验证电路采样数据与TCAD仿真数据的最大相对误差为3.448%，平均相对误差为0.630%，构建SPICE模型用时约50 h，实现了高精度、高效率的器件SPICE模型构建，对新型APD的设计与应用具有重要指导意义.     

基于储能的超宽带天线分析与设计

针对指导设计超宽带天线方法严重匮乏的现状,根据储能思想指导设计了一款超宽带天线.首先,给出了天线的等效电路模型,研究了天线的地板、贴片和馈线的尺寸对天线带宽的影响;之后,从能量方面进行了物理解释.在此分析研究的基础上,通过差分进化算法设计了一款超宽带天线.该天线工作在3~20GHz,覆盖了FCC规定的超宽带频段(3.1~10.6GHz).最后将天线加工成实物,并进行测试,测试结果和仿真结果基本吻合,证明了该方法的正确性和有效性.     

基于参数提取和空间映射的滤波器优化设计

为提高微波带通滤波器的设计效率,提出了一种基于参数提取和空间映射的滤波器优化设计方法.即采用柯西—最小二乘法获得滤波器的有理分式模型,针对该模型给出了一种快速收敛的目标函数,提取出滤波器的等效电路参数;根据空间映射的思想,把滤波器最佳尺寸的求解问题转换成一个有二次约束的优化模型,利用求解结果指导滤波器的全波仿真.最后设...     

CART矢量天线空间电磁场分析

CART矢量天线系统[1]是天线阵列技术与先进的信号处理技术相结合,形成的具有快速自适应能力的天线阵系统。本文从天线阵自身出发,对CART矢量天线空间结构所具有的空间场特性进行研究,对天线阵远区电场进行了分析和仿真。     

用于WCDMA设备的三角形平面天线设计

针对WCDMA设备对天线频率、尺寸的要求,设计了一种新型的三角形平面天线。通过对原天线结构的介质衬底进行改进,从而达到减小天线尺寸的目的。通过大量的电磁仿真实验,最终所得用于WCDMA设备的三角形平面天线辐射贴片的面积有了明显减小,实现了小型化的目的。     

一种基于分形结构的UWB天线的设计

对一种超宽带平面圆形单极子印刷天线提出改进方法,通过在圆形贴片上蚀刻分形几何中的Sierpinski三角,使天线满足在2．8～15．1GHz的超宽带频带要求,并且实现了4．5～5．9GHz的频率缺13的功能,大大提高了天线的抗干扰性．通过仿真表明,天线的远场辐射方向图,驻波比VSWR均满足要求,并且分形特有的尺寸缩减性实现了超宽带天线的小型化．为分形天线的几何参数与电参数之间关系的研究提供理论依据与数据支持．     

背馈式长方形贴片天线的Minkowski分形结构仿真

利用HFSS V11高频电磁仿真软件对一款谐振频率为2.45GHz的长方形背馈式贴片天线的Minkowski分形结构进行仿真,仿真结果与正方形侧馈式贴片天线的Minkowski分形结构相似,谐振频率随分形迭代次数下降,进而能降低天线的尺寸,且方向图随迭代次数基本不变,符合使用要求。     

银杏叶状仿生天线的构想与设计

文章运用仿生学的一些原理和知识,设计了一种基于圆形贴片的小型化宽带印刷微带天线,天线由基板、贴片、接地板三部分组成,贴片部分模仿银杏树叶的形状。介绍了微带贴片天线的工作原理以及描述天线性能的一些参数,对各种实施方案作出分析,通过HFSS9.2建模,对天线的各类参数进行了细致的调节,研究了天线各部分尺寸参数变化对其性能的影响。通过仿真过程,结果表明:天线只能在2-3GHz左右的频带范围内满足驻波比小于2以及方向性比较好的要求;但在更高的频率范围内的仿真结果却不尽人意;比对分析后选定了最佳的参数,制作出的实物也证明了此种仿生天线的设计是可行的。这种设计在一定程度上改善了天线的性能。研究表明,利用仿生学的知识解决天线设计中遇到的问题是可行的,仿生类天线今后或许可以成为一个有很大发展空间的研究领域。     

适用于光发射机设计的实用VCSEL小信号等效电路模型

提出了一个适用于发射机中驱动电路设计的具有较高计算效率、能准确反映不同频率时与驱动电路互作用的VCSEL等效电路模型．用曲线拟合的方法结合惠普网络分析仪测得的VCSEL反射参数S11，准确地得到了等效电路模型的各个参数值，并将此等效电路模型应用到设计驱动电路的模拟中，在标准EDAN；境SPICE中对驱动电路和模型进行了协同模拟，与过于简化的VCSEL模型进行了对比，通过设计驱动电路芯片证明了此模型的有效性。     

基于Ansys Workbench的副翼接头地面载荷标定试验方法研究

利用Ansys Workbench软件建立了某无人机副翼接头、连接螺杆的有限元模型并合理设置模型的边界条件,模拟真实受载情况分别添加法向、负航向标定载荷并求解。副翼接头地面载荷标定试验参考有限元计算结果,选择合理的贴片位置,测试电桥采用全桥接法。每个方向进行三次加载试验,得到线性、重复性均良好的试验数据。使用最小二乘法拟合载荷、电桥输出曲线,得到法向、负航向的载荷方程。使用构造几何路径,将有限元计算结果映射到贴片路径上,得到贴片区域有限元模拟的应变电桥输出值,比较地面载荷标定试验的电桥输出值,两者数值非常接近。说明有限元模拟试验、地面载荷标定试验均成功、准确;有限元模拟试验可以为地面物理试验提供可靠有效的参考。     

柔性电容高频特性的测量与研究

通过制作柔性基体上的电容,测量电容在高频(2~15 GHz)下的散射参数S、品质因子Q和电容值C,并用ADS软件为器件搭建等效电路模型,进行对实验数据的仿真拟合,得到了等效电路模型中各参数的合理值.通过对各参数的调整,得出仿真数据的变化以及和实验数据的偏离,从而得到各参数对器件性能的影响,进而为将来柔性电容甚至柔性器件的集成提供工艺上的指导.     

紧凑型复合左右手传输线电磁特性

提出了基于正六边形互补开口单环谐振器对的紧凑型复合左右手传输结构和其等效电路模型。通过对结构参数的仿真分析,明确了该型传输线的作用机理,实现了对谐振频点和带宽的操控;设计的传输线在4GHz处实现了左右手的无缝连接,其-10dB阻抗带宽达到了1.85GHz(3.61~5.46GHz),相对带宽达到了40.8%;采用转移参数矩阵与Bloch-Floquet理论对电路模型进行了深入分析,电磁仿真模型、等效电路模型和测试结果的高度一致性证明了等效电路模型的合理性与有效性;并提取了等效电磁参数模型,验证了该结构的负折射率与后向波传输特性。     

采用空间映射方法优化卫星通信圆极化微带天线

论文提出了一款宽频带圆极化多层微带天线,天线具有两个不同尺寸的圆形辐射贴片进而展宽了带宽.采用3dB定向耦合器与天线集成在一起,为天线提供幅度相同,相位相差90°的两路信号来实现圆极化特性.由于该天线结构复杂,设计过程中计算量比较大,文论中采用渐进空间映射算法进行优化,节省了时间,提高了效率.天线优化结果:0.87-2.55GHz的阻抗带宽和0.94-2.16GHz的轴比带宽.对天线加工、测试,测量结果可以实现0.88-2.55GHz的阻抗带宽和0.96-2.16GHz的轴比带宽.通过比较可以看出测量结果与仿真结果吻合较好,进一步验证了空间映射方法的有效性.     

一种折射率近零超材料的设计、制作和表征

利用人工结构制成的超材料能够实现天然材料所不具备的特性,电磁超材料作为一个新兴、多学科交叉领域,在理论探究和实验证明上都已成为近年来科学研究的热点之一,除单负和双负材料之外,电磁参数近零的超材料因其在光学隐身、天线雷达、军事等方面的应用也受到科学家的广泛关注。本文利用共振的H分形结构设计制作了在微波频段下折射率分布在[0,1]之间的微波超材料,而且利用微波波导传输线对多种变化尺度的晶胞结构进行电磁参数的测量,得到了每种晶胞结构对应的X波段折射率频谱,通过研究晶胞结构单元的等效电磁参数实现了一种折射率近零超材料,从而为实现近零折射率分布的变换光学器件如Inside-out Eaton Lens的实验研制提供了材料选择。     

相控阵雷达天线多保真度优化设计

研究了某型相控阵雷达天线多保真度优化设计技术.基于代理模型,提出了天线单元优化、阵列优化和近似模型的分层次多保真度优化方法,以提高计算效率;采用KS包络函数将多目标问题转化为单目标函数;以雷达天线几何模型参数为设计变量,以提高雷达天线电磁性能为目标,以温度、应力、变形等为约束,在Isight平台下建立了某型相控阵雷达天线的多学科设计优化系统,实现了雷达天线阵列的多学科设计优化,在满足传热、强度等学科约束的条件下,提高了雷达天线的电磁性能.