基于缺陷地慢波传输线结构的液晶移相器设计

为了实现低插损、大相位覆盖范围的加载缺陷地结构(DGS)的微带线液晶移相器,利用 HFSS仿真软件对 DGS微带线液晶移相器进行建模和仿真,通过改变DGS的形状来改变单个移相单元的色散特性,提升单个单元的移相能力,从而减少移相单元的使用数量,降低移相器传输线整体插损。以哑铃型DGS的液晶微带线移相器作为参考标准,比较了5种形状的DGS(哑铃型、减少DGS面积、一阶分形、三角形、交叉型)的移相能力和插损差异。仿真结果表明:下一阶分形和交叉型DGS微带线液晶移相器移相能力较好,最后对不同介电常数的移相器进行仿具观察其S 参数和移相能力,进一步验证了这一结果。     

新型三频环形耦合器的设计

传统环形耦合器只能工作在单一基频,且具有奇数次谐波.为此,文中提出了一种新型三频环形耦合器的设计方法,利用有4种电路拓扑结构的Ⅱ型阶梯阻抗变换器(ⅡSIT)替代传统环形耦合器中的1/4波长阻抗变换器,使得环形耦合器可以同时工作在任意两个频率及其中心频率.考虑到实际传输线阻抗实现的范围(20 ～ 150Ω),该环形耦合器...     

基于分形特征的DGS微带线传输特性分析

缺陷地结构(defected ground structure,DGS)微带线的电磁散射特性取决于缺陷图形的几何特征和导波媒质等因素,因此缺陷图形设计是DGS微波电路设计的关键因素之一。提出一种新颖的DGS微带线。通过有限元法对不同Hilbert曲线宽度和长度的DGS结构微带线进行计算,计算结果表明,该结构在0~9 GHz频段内表现出2.43 GHz和7.11 GHz这2个谐振频率,对应频率的通带反射损耗低于-15 dB,并且阻带特性在谐振频率处比传统DGS微带线有更高的Q值。当Hilbert曲线宽度固定为0.2 mm时,其谐振频率和对应频点的Q值均与曲线长度成反比,最大达123.75;当Hilbert曲线长度固定为1.0 mm时,其谐振频率与曲线宽度成正比,而对应频点的Q值与曲线长度成反比,最大达146。     

基于分形特征的DGS微带线传输特性分析

缺陷地结构(defected ground structure,DGS)微带线的电磁散射特性取决于缺陷图形的几何特征和导波媒质等因素,因此缺陷图形设计是DGS微波电路设计的关键因素之一.提出一种新颖的DGS微带线.通过有限元法对不同Hilbert曲线宽度和长度的DGS结构微带线进行计算,计算结果表明,该结构在0～9 GHz频段内表现出2.43 GHz和7.11 GHz这2个谐振频率,对应频率的通带反射损耗低于-15 dB,并且阻带特性在谐振频率处比传统DGS微带线有更高的Q值.当Hilbert曲线宽度固定为0.2 mm时,其谐振频率和对应频点的Q值均与曲线长度成反比,最大达123.75;当Hilbert曲线长度固定为1.0 mm时,其谐振频率与曲线宽度成正比,而对应频点的Q值与曲线长度成反比,最大达146.     

岔线型缺陷地结构超宽阻带低通滤波器的设计

提出了一种通过在微带结构的接地金属板上蚀刻缝隙构成的岔线型缺陷地结构(岔线型DGS).利用岔线型缺陷地结构的阻带特性,设计了一个基于岔线型DGS的超宽阻带低通滤波器,其由两个岔线型缺陷地单元和微带高低阻抗传输线组合而成,实现了岔线型DGS低通滤波器的小型化和宽阻带.仿真结果表明,该滤波器3dB截止频率为2.87GHz,通带内S11均低于-20dB,阻带在-20dB以下的频段为3.5～20.3GHz,有效抑制了二次、三次或更高次的谐波响应.相比传统DGS低通滤波器的阻带拓宽了28%,当衰减极点相同时,占用面积减少了74%.实测结果与仿真结果相比具有很好的一致性.     

应用DGS设计低通滤波器

地面缺陷结构(DGS)是通过在微带线的接地面上蚀刻出缺陷图形而形成的微波结构,它具有带阻效应和慢波特性,从而能有效抑制高次谐波,进而改善滤波器的特性,提高接收机的灵敏度.在分析DGS等效电路及其频率特性的基础上,通过比较仿真加载微带线DGS前后的低通滤波器性能的变化,验证DGS优良的阻带效应.HFSS仿真结果证明,该滤波器在满足带内插损要求的前提下,能够将二次谐波抑制在70 dB以上,故而该结构具有广泛的应用前景.最后将所设计的滤波器进行实物加工,测试曲线与仿真结果吻合良好.     

网络分析仪中反射计的双定向耦合器的设计和优化

提出一种可以应用于反射计的双定向耦合器的设计,此耦合器由两个微带定向耦合器级联而实现,并且通过理论推导在微带线中心导带上方加入介质片增加奇模电容来实现奇偶模相速度相等,从而提高双定向耦合器的定向性。利用HFSS电磁仿真软件成功仿真出了耦合度为-10dB,驻波大于-15dB,2G到3G的宽频带,隔离度大于-28dB能够应用于网络分析仪中反射计的双定向耦合器。     

基于SISS结构的DGS微带低通滤波器研究

缺陷地结构(defected ground structure,DGS)是在平面微波传输线接地金属板上通过刻蚀周期或非周期的形状,通过改变电路衬底材料的有效介电常数,实现改变微带传输线的等效电路.传统的DGS微带低通滤波器阻带较窄,且阻带抑制特性较差.针对这一问题,对DGS的电路结构进行深入的研究.采用矩形缺陷地结构(R-DGS),并引入矩形阶梯阻抗并联短截线(R-SISS)和半圆型阶梯阻抗并联短截线(S-SISS),设计完成了两款基于SISS结构的DGS微带低通滤波器电路.试验结果表明,新型DGS电路技术可以有效地改善通带内的射频传输特性,拓宽阻带带宽,增加阻带抑制,实验测试取得了较好的结果.     

宽阻带缺陷地结构微带线

根据光子晶体和等效电路理论在微波波段的应用,针对50Ω微带线提小了一种新型一维周期缺陷地结构（DGS）,不同于以前文章的有关周期DGS,该新型的DGS单元品格是非均匀的．理论分析、仿真和实验表明：新型的DGS电路的阻带较宽,通带的波纹较小,并且阻带的中心频率和阻带的宽度可以根据设计的要求人为地改变。     

天线阻抗的实时检测及自动校正系统设计

设计个低成本、全集成的天线阻抗自动校正系统以实现最大的功率传输及最好的链路性能.该系统包含2个独立的环路:第1个环路通过对并联LC调谐网络的控制实现对阻抗实部的实时检测与自动校正,而第2个环路通过对串联LC调谐网络的控制实现对阻抗虚部的实时检测与自动校正.在这2个环路中,调谐元件采用的是与标准CMOS 工艺兼容的MOS可变电容,以实现单片集成和连续调节.在第1个环路中,除了检测阻抗的实部信息外,还检测虚部的正负特性作为第2个控制准则来确保环路的稳定性.在不同的天线阻抗下,对该系统的性能进行仿真验证.研究结果表明:对于不同的天线阻抗,都能快速地校正到目标阻抗50Ω;调谐网络的插入损耗低于1.5 dB;与固定阻抗匹配系统相比,传输功率可高达3.7 dB.     

新型螺旋形缺陷地结构在低通滤波器中的应用

为使缺陷地结构(DGS)实现结构紧凑、阻带可控,提出了一种新型紧凑型螺旋形DGS。研究了该螺旋型DGS模式下的缝隙影响,对其参数进行了分析与优化。在不改变DGS总体尺寸的情况下,可以通过缝隙位置改变阻带频率。在该螺旋形DGS中的多个位置引入缝隙以实现多频点抑制来增加滤波器的阻带宽度,将两个带有多缝隙的螺旋型DGS单元级联并将其应用于低通滤波器设计。该滤波器的仿真分析及测量结果一致,在0~1.8 GHz通带内插入损耗小于1 dB且在2.0~3.8 GHz阻带内抑制超过20 dB。     

新型宽频率比双频分支线耦合器的设计

针对传统3 dB双频分支线耦合器频率比范围窄的问题,提出了一种加载阶梯阻抗枝节线的新型双频分支线耦合器的设计方法.引入阶梯阻抗枝节线后增加了设计自由度,减小了物理实现阻抗范围的限制,从而能设计出宽频率比(1.7 ～6.3)的3 dB双频分支线耦合器.为验证设计方法的正确性,仿真并加工了一个工作在2.4和5.8 GHz的...     

基于导纳矩阵的任意端口阻抗等分功分器设计

为减小非50Ω功分器电路尺寸,研究了任意端口阻抗等分功分器。理论证明了若等分功分器的输出端口之间只使用电阻连接,不能同时实现任意端口阻抗匹配和输出端口隔离。提出了一种新的任意端口阻抗等分功分器结构。在隔离电阻两端串联不同的微带线,在各端口加载短路/开路短截线。利用此结构同时实现了各端口匹配与输出端口之间的互相隔离。基于导纳矩阵推导了该功分器的设计公式,并据此设计研制了中心频率为1 GHz,端口阻抗分别为30Ω、53Ω、47Ω的等分功分器。该文方法设计的功分器电路尺寸比传统设计方法减小了约66%。测试结果验证了该等分功分器结构简单有效。     

CMOS工艺片上传输线研究

对深亚微米硅基CMOS工艺集成电路中常用的微带线和共面波导2种传输线结构进行了研究.从理论上分析了传输线分布参数和损耗,利用0.13μm CMOS工艺制作了特征阻抗分别为50和70Ω的微带线和共面波导元件库,在0.1~30 GHz频率范围内利用网络分析仪和SOLT测试技术进行测试.利用分布参数电路模型和测试得到的S参数提取出了特征阻抗、衰减常数、品质因数等传输线基本参数.研究结果为设计者选择和设计高性能传输线提供出可借鉴的实用性模型.     

一个高线性功率预放大器的设计

介绍了一个使用片外阻抗匹配网络的两级AB类功率预放大器并采用0.35μm CMOS六层金属工艺实现.电路在3.3 V电源电压下工作,静态电流为18 mA.测得功率预放大器具有10 dB的功率增益,最大有6 dBm输出功率到50Ω负载,并且在1.9 GHz频率处获得了很好的线性度:输出三阶截点OIP3为9.4 dBm和输出1dB压缩点OP1dB为-0.6 dBm.     

超宽带宽缝天线的设计与仿真

改进了一种基于宽缝微带天线结构的超宽带天线.利用Ansoft公司的HFSS对其进行了仿真计算,给出了反射损耗曲线和辐射方向图.该天线采用较低的介电常数(ε=2.2)和薄基板(h=0.8mm),获得了150%的阻抗带宽(S11≤-10 dB),频率范围是1.40~9.69 GHz.仿真结果和理论结果相符.     

B类功率放大器的设计与仿真

设计了一种具有较高输出功率和较高功率效率的B类功率放大器,采用了负载牵引和源牵引的设计方法得出最大输出功率对应的最优负载阻抗和源阻抗,并运用阻抗匹配技术分别实现负载阻抗和源阻抗到50Ω的匹配电路设计.仿真结果表明,工作频率为960 MHz下该功率放大器的功率附加效率为69.39%,输出功率为45.32 d Bm.     

新型缺陷接地结构带通滤波器研究

在传统缺陷接地结构(DGS)哑铃型微带线的基础上,提出了一种新型DGS,即将哑铃型DGS中的长方形缝隙变为蛇形缝隙.借助于Designer软件,得到哑铃型DGS与新型DGS的仿真结果.在相同缺陷面积条件下,新型结构可获得更低的衰减频率,而在衰减频率相同时,所占用缺陷面积也更少,衰减频率降低约3 GHz,缺陷面积减少为原来的30%左右,减小了对级联电路的辐射影响,提高了系统的电磁兼容性.分析了结构参数变化对阻带特性的影响,并将新型DGS应用于紧凑结构带通滤波器(BPF)的设计.仿真结果验证了新型DGS带通滤波器的有效性和可行性.     

6～18 GHz带状线渐变结构3 dB耦合器的设计

采用错位宽边耦合微带线结构,设计了一款新型6~18 GHz带状线渐变结构3 d B定向耦合器。设计基于传输线耦合理论、奇偶模分析理论以及渐变线对称定向耦合器设计理论,首先利用最小二乘法获得合适的权重因子,然后综合得到耦合器的初始阻抗参数,最后在此基础上通过HFSS仿真优化获得满足要求的仿真模型,为提高耦合器在高频时的性能,在渐变结构上增加了48枝补偿枝节。结果表明,耦合器最大插损小于0.7 d B,相位差小于7°,端口匹配度大于15 d B,隔离度大于18 d B,实测与理论仿真基本一致。     

正交缝隙耦合馈电宽带圆极化微带天线设计

为了实现圆极化微带天线的频带拓宽和增益提高,在缝隙耦合天线的基础上,设计了一种Ku频段正交缝隙耦合馈电的宽带圆极化微带天线。该天线以双层方形贴片为辐射单元,在拓展天线阻抗带宽的同时提高了增益;采用微带线结合正交左旋缝隙结构实现耦合馈电,通过优化缝隙结构改善了天线轴比特性。测量结果表明:阻抗带宽(VSWR2)和轴比带宽(AR3dB)分别达到22.5%和16.2%,轴比带宽内天线增益均大于9dBi。该结构天线以其简单的馈电设计为宽带圆极化微带天线设计提供了一定的参考价值。