新型平面复合左右手传输线电磁特性研究

提出了一种新型平面传输线型左手材料,并深入研究了其电磁特性。通过Bloch-Floquet理论推导了新型结构的色散曲线,通过色散曲线证明其为传输线型左手材料;提出了新型复合左右手传输线的等效电路模型,分别提取了平衡条件和非平衡条件下等效电路模型的参数值,由等效电路模型和电磁仿真得到的散射参数基本一致,证明了所提等效电路模型的正确性。提出的新型复合左右手传输线是平面结构,易于加工,且不需要缺陷地面结构,便于实际应用。     

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.     

新型复合左右手传输线在宽频微带正交功分器中的应用

提出了一种基于Minkowski互补开口环谐振器(M-CSRRs)的微带复合左右手传输线(CRLH TL)。采用电磁仿真、等效电路模型计算、实验测量相结合的方式研究了CRLH TL的传输特性。在此基础上将CRLH TL应用于宽带微带正交功分器设计和加工制作。仿真与测试结果表明:在2.7-6.6 GHz的频带内,回波损耗大于10 dB,隔离度优于15 dB,相位不平衡和幅度不平衡分别小于90°±7°和0.8 dB,相对带宽达到了83.9％。测试结果验证了该CRLH TL设计的有效性。     

一种新型2.45GHz准椭圆LTCC低通滤波器

设计了一种新型2.45GHz含螺旋传输线结构的准椭圆LTCC低通滤波器,给出了带外传输有限零点的解析公式.针对实际结构中的螺旋传输线的寄生耦合效应,修正了该滤波器的等效电路,使仿真等效电路得到的散射参数曲线与测量结果相互吻合.测量结果表明,该低通滤波器性能良好,达到了指标要求.     

微带-槽线转换结构的数值分析

文章利用FDTD算法对微带-槽线正交背靠背转换结构进行了仿真模拟,提取了0~10 GHz频率范围内传输系数和反射系数,所得结果与HFSS仿真软件图形具有较好的一致性,与等效电路理论的结果接近,表明方法可靠有效;计算得到该模型的中心频率为5.1 GHz,100.73%的相对带宽内插入损耗小于1.3 dB,同时建立了等效电路模型并与电磁仿真结果进行比较;改变槽线宽度进行FDTD仿真,绘制S21(Ws,f)曲面图观察功率传输随槽宽的变化规律,对目标函数进行优化并得到了优化槽宽,进一步分析得出转换结构的中心频率和通频带带宽对于槽宽的变化不敏感。     

基于集总参数电容的新型混合左右手传输线设计

本文基于混合左右手传输线（CRLH-TL）理论,结合LC网络单元结构,使用贴片电容和终端短路微带线,设计并制作了CRLH-TL。此CRLH-TL结构小巧,易于实现,有较好的性能。实验测量结果表明：此CRLH-TL的带宽为1 GHz ~ 5 GHz;中心频率为2.97 GHz,此时传输线的相移为零;插入损耗低于1.3 dB,回波损耗大于10 dB。测量结果和仿真结果吻合较好。     

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.     

一种小型化超宽带复合左右手传输线的设计

提出了一种小型化超宽带复合左右手传输线(CRLH-TL)结构。在传统微带型复合左右手传输线的基础上,在交指电容的两边分别设计一个接地短截线,形成了一种对称的π型复合左右手传输线结构。仿真表明,该CRLH-TL结构的3 dB带宽为(4.5～13.5)GHz,相对带宽为100%,通带内回波损耗小于-10 dB,插入损耗大于-0.5 dB,用相同的单元结构级联后具有较好的滤波性能。新的CRLH-TL的单元尺寸约为中心波导波长的1/6,有利于实现结构的小型化。     

一种曲折型缺陷地结构超宽带滤波器的设计

针对超宽带滤波器插损较大、阻带较窄的问题,提出一种曲折型缺陷地结构小型超宽带滤波器的设计方法.首先,在金属地面上开曲折型缝隙,得到曲折型缺陷地结构;然后,依据曲折型缺陷地平行耦合线和传输线的结构特点,分别构造它们的等效电路模型,再结合HFSS仿真来验证电路模型的正确性,推导出结构尺寸与等效电路元件参数之间的对应关系,得出曲折型缺陷地平行耦合线具有超宽带特性和曲折型缺陷地传输线具有低通高选择性的结论.结合这两种结构的优点设计了一种结构简单、具有宽阻带的超宽带滤波器.测试结果表明,与传统缺陷地结构和复合左右手传输线(CRLH)结构的超宽带滤波器相比,该滤波器具有插损小的特点,其带内最大插损仅为0.88 dB,阻带抑制在11.75～20 GHz范围内均小于-30 dB.     

电大开孔箱体内部场线耦合等效电路模型

基于混合算法提出了一种用于电大开孔箱体内部场-线耦合效应分析的等效电路模型.基于Cohn模型和镜像原理,计算电大开孔箱体内部任意观测点处电场解;推导了箱体内部电偶极矩辐射场的标量格林函数,并在其基础上建立了描述箱内场-线耦合的积分方程;采用矩量法对该积分方程求解,并基于所得线性方程组设计了箱内场-线耦合的等效电路模型;结合传输线终端边界条件,对终端响应电流进行计算.面波入射（φ=0,θ=0,φ=π/2）条件下,对5组实验的箱内传输线终端响应进行仿真分析,结果表明:等效电路模型精度与传输线细化指数η成反比,当η=0.375时,相关系数达到0.987 8;仿真0~3 GHz范围内1 001个频点的平均耗时比为1:9.2,从而验证了等效电路模型的高效性;等效电路模型与TLM数值算法计算结果的相关系数均值达到0.984 4,而绝对误差均值和标准差为12.445 dBA和16.438 dBA,从而验证了等效电路模型的准确性.      

抑制同步开关噪声的新颖电磁带隙结构

为了抑制印刷电路板的同步开关噪声(SSN),提出了一种新型二维电磁带隙结构.基于金属折线增强相邻单位晶格间的电感,采用折线与含有缝隙的正方形金属贴片桥接构建单位晶格,实现新型电磁带隙结构设计.应用HFSS软件仿真分析电磁带隙结构,结果表明:与相同参数的L形桥接电磁带隙结构比较,抑制深度为-30 dB时,阻带带宽为0.45～5.3 GHz,相对带宽提高了约15％,阻带下限截止频率下降了150 MHz.测量结果与仿真结果吻合,能够全向抑制电源平面上的SSN,同时采用差分线对传输信号时,对信号完整性造成的影响较小.     

渐变传输线及电磁缝隙结构的超宽带天线设计

为满足超宽带通信系统对天线小型化?抗干扰性能的要求,设计出一款基于非均匀传输线的平面网状扇形电磁缝隙结构的超宽带天线?依据非均匀传输线及电磁缝隙电路等效理论,推导出该天线的有效相位常数,总结出一种天线电路等效理论的分析方法?对该天线进行了设计?制作并加以测量?结果显示,天线在3~10GHz辐射特性基本保持一致;在3.10~15.78GHz回波损耗小于-10dB,增益大于4.4dBi;正面相距10cm的两天线隔离度S21小于-20dB,群时延基本在±1ns内?仿真与测试结果基本吻合,该天线满足超宽带系统的通信要求?     

C波段高增益宽带准八木天线阵列

提出了一种高增益的宽带准八木天线阵列。天线为印刷电路板的形式,通过平衡微带线给印刷对称振子馈电。为节省空间,将馈线与反射器进行了一体化的设计。为提高天线单元的增益和带宽,在有源振子前方引入了寄生振子和一段介质板。为进一步提高天线增益,将天线单元组成二元阵,设计了一个宽带平衡与等功率分配的馈电网络。整个天线阵连同馈电网络印刷在一块FR4环氧板的两侧,使用电磁仿真软件CST Microwave Studio进行建模与仿真分析。根据仿真结果制作了天线阵列,在微波暗室内进行测试。结果表明,天线在(4.4—7.0)GHz的频带内反射系数小于-10 dB,相对带宽为45.6%,在整个工作频段内平均增益为6.2 dBi,达到了预期效果。     

毫米波压控振荡器的计算机辅助分析与设计

运用电磁场及电路分析理论确定了一种比较合理的纵向排列结构体效应压控振荡器的等效电路模型.提出了分析其频率特性的方法,并利用分析结果,结合毫米波固态源的要求,设计了双管纵向排列的变容二极管电调谐体效应压控振荡器,机调带宽大于1GHz,电调带宽大于550MHz,输出功率大于75mW.而且具有较好的稳定性和可靠性。     

60 GHz低损耗宽带的超表面天线阵列

研究一种基于超表面的60 GHz 1×2宽带天线阵列.为降低传输损耗,天线阵列由间隙波导功分器馈电,间隙波导传输线两侧放置电磁带隙结构,能量通过缝隙与顶层超表面耦合,从而向空间辐射.天线阵列安装在Rogers 4350b介质基板上,由超表面辐射器引入的准TM₃₀谐振模式与缝隙辐射单元的本征模式结合,从而拓展天线带宽,改善天线增益.研究结果表明:天线阵列-10 dB |S₁₁| 带宽仿真结果为49.3~65.0 GHz,实测结果为48.5~64.8 GHz,覆盖57.0~64.0 GHz范围的无授权毫米波通信频段;在匹配带宽内,天线的最大增益为11.8 dB,3 dB增益带宽为15%.     

新型基片集成波导宽带带通滤波器

利用基片集成波导的高通传输特性以及光子带隙结构的阻带特性,构建了一种新型结构的基片集成波导带通滤波器。为了验证该想法,设计了1个中心频率为5.0GHz,分数带宽为60%的滤波器,电磁仿真结果表明该滤波器在频率为3.5～6.5GHz频率范围内具有明显的通带特性,带内最大插入损耗约为0.64dB.利用PCB工艺制作了该滤波器的实物,使用矢量网络分析仪对其进行了测试,测试结果表明该滤波器的通带为3.8～6.8GHz,分数带宽约为56%,带内最小插入损耗为1.6dB。电磁仿真结果和实际测试结果较一致。     

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.     

应用于 C波段的宽带圆极化微带天线设计

圆极化天线具有可接收任意极化电磁波的优点而被广泛使用,为满足通信需求,宽带圆极化天线应运而生。通过对矩形贴片天线进行结构调整得到一种新型宽带圆极化天线,使用电磁仿真软件CST对此天线进行全波时域仿真分析。仿真结果表明,该天线工作频段为3．8～8．1 GHz,在通带内轴比参数AR＜3的带宽为4～8 GHz,有效地拓宽了带宽。     

一种新型钻石形超宽带天线的设计与实现

设计一种新型钻石形超宽带天线,该天线印刷在介电常数为4.4的FR4介质板上,尺寸为26mm×24mm×0.8mm.设计过程中对天线辐射贴片进行两次优化,并利用阶梯化接地板的方法对天线进行优化.实验结果表明,该天线可在2.0~14.5GHz内实现电压驻波比VSWR≤2的带阻特性,相对带宽为151%,且具有结构简单和小形化等优点,可应用于各种超宽带(UWB)系统中.