X波段高功率差相移式波导环行器优化设计

有异于低频段大尺寸高功率波导环行器的设计思路,设计一种工作频率在X波段的高功率差相移式波导环行器。针对决定其功率容量的铁氧体加载部位——90°差相移器,采用了非对称铁氧体加载、单套闭合磁路和水冷散热结构,并对构成差相移环行器的魔T和3dB电桥部件的传统结构进行了创新优化改进。设计的X波段波导环行器实现了峰值功率高于200kW、平均功率高于4kW、工作带宽900MHz等关键指标。     

宇航用毫米波高功率波导同轴转换器设计

基于阶梯阻抗变换式结构的优势,结合宇航工程应用需求,设计了一款毫米波高功率波导同轴转换器。从参数、结构、工艺、环境适应性以及热设计、微放电抑制等方面进行阐述,研制的BJ180波导同轴转换器在17.5~20.5 GHz频率范围内、-55℃~+85℃温度范围内,电压驻波比≤1.15、损耗≤0.2 d B、功率容量水平≥20W,满足宇航工程应用要求。     

0.2～2.5 GHz改进型超宽带双脊喇叭天线的设计与实现

同轴-双脊转换结构是超宽带双脊喇叭天线设计的重点,它不仅能影响天线的驻波特性,也会影响天线的辐射特性。设计了一款用于电磁兼容测试的0.2-2.5 GHz超宽带双脊喇叭天线,采用了新的同轴-脊波导转换结构,改善了天线的驻波特性和增益特性。采用HFSS软件对天线进行建模和仿真,仿真结果表明天线在0.2-2.5 GHz频带内具有良好的驻波,其值小于2.2,同时天线方向图在高频时未发生波瓣分裂,最后加工制作天线实物并对其参数进行测量,测试结果与仿真结果基本一致。     

基于软磁铁氧体材料的高功率波导负载设计

针对目前微波负载系统高功率、小尺寸、低价格的发展趋势,通过原理分析,结合HFSS电场仿真软件和ANSYS热力学软件设计制作了一种具有回波损耗低、尺寸小、功率容量大等优点的超高功率波导铁氧体负载。所研制的铁氧体波导负载在所需频段内工作性能良好,性能为:工作频率f=2998±5 MHz,输入电压驻波比VSWR≤1.06,功率容量P≥4 kW,器件成功通过高功率试验考核。     

基于传输线充电技术的高功率电磁脉冲源

为研究高功率电磁脉冲的产生,本文以高阻抗输出的Tesla变压器型高功率脉冲驱动源为充电装置,应用传输线充电技术实现高功率亚ns电磁脉冲的调节,阻抗渐变传输线和同轴波导转换双脊喇叭天线实现亚ns电磁脉冲的有效辐射.研制完成的辐射试验装置能够输出重复频率100 Hz,最大场强距离积294 KV,频谱分布在0.4～1.0 GHz的高功率电磁脉冲.     

短波高功率大变比阻抗变换器设计

采用传输线变压器与集中参数变压器相结合的方式设计了一款短波高功率大变比阻抗变换器,应用于功率模块和天线间阻抗匹配。通过对频率范围、变比、插损以及功率容量要求的分析,结合功率铁氧体材料的功率特性,确定了电路的结构和参数。所研制的阻抗变换器在2~30 MHz的工作频率内工作良好,性能为:阻抗变比:50?:600?(1:12),电压驻波比≤1.35,插入损耗≤0.5 d B,平均功率为1 k W。研究成果对于传输线变压器拓展应用、合理确定参数等具有一定参考价值。     

一种基于方向图重构机制的宽带宽视角相控阵天线

本文提出了一款风车形方向图可重构单元及其作为阵元的二维平面宽带宽视角扫描相控阵天线。所提出的单馈方向图可重构单元天线由辐射贴片、直流偏置电路以及宽带人工磁导体(Artificial Magnetic Conductor, AMC)反射面构成。其中,辐射贴片为馈电结构可重构的四个Vivaldi缝隙组成的风车形贴片,它能够通过改变PIN二极管的通断以实现宽带内四个端射方向上的波束切换。此外,将AMC反射面加载于辐射结构的后端,使得最大辐射方向由原来的端射方向调整为准端射方向,这样有利于单元天线组阵后的扫描波束能够覆盖到侧射方向。对该天线单元及其构建的8×8均匀平面相控阵天线进行了仿真与分析。仿真结果显示,所设计的阵列天线同时具备了宽带宽视角二维波束扫描性能,其在5.4 ~ 6.1 GHz的工作频带内可以实现±60°范围内的二维波束扫描。同时,阵列的增益波动小于4.3 dB,并且具有较低的旁瓣电平。     

用于高功率微波测量系统的干负载设计

设计一种用于高功率微波测量系统的大功率干负载。该负载采用高导热率的吸收材料作为吸收体,吸收体前部是契形的渐变结构。沿微波传播方向放置两个金属带,和主模TE10模相比,微波能量趋于均匀分布,提高负载的功率容量.波导外面的散热片采用强制风冷措施,有效效地把热量散发到空气中,整个负载结构简单紧凑。     

L/ku双频双极化共口径天线设计

本文提出了一种新型的用于合成孔径雷达的L/Ku共口径天线单元,L频段单元为双极化的波导背腔十字开槽天线和Ku频段天线为单极化波导缝隙阵列天线。L频段腔体高度通过“倒T”型馈电减小,每一个十字开槽天线均通过一对差分探针馈电。Ku频段缝隙阵列透过同轴探针通过波导功分器馈电。通过L频段2×2阵列和Ku频段嵌套设计的实物加工和测试,实现了阻抗带宽（VSWR<2）分别为22%的L频段双极化天线单元和8.6%的Ku频段单极化波导缝隙阵列。该设计可以应用于大型共口径阵列。     

一种新型圆极化宽带喇叭天线

介绍了一种新型的椭圆极化的加脊宽带喇叭天线.根据天线的性能要求,馈电端口采用了矩一圆转换器,采用圆波导内置介质片实现了辐射电场的圆极化,采用扼流环抑制旁瓣.使用Ansoft公司的HFSS软件仿真了该天线,调整各部分的结构尺寸,使得在7～17 GHz的工作频带范围之内,天线的方向图满足要求,具有比较宽的半功率波瓣宽度,输入端阻抗匹配,驻波比达到最小,具有很高的承受功率.与实际的测量数据相对比,结果基本吻合.     

Unequally Spaced Waveguide Arrays for Silicon Nanomembrane-Based Efficient Large Angle Optical Beam Steering

In this paper, we present a design methodology for silicon nanomembrane-based phased array structures with unequally spaced elements for large angle optical beam steering. By optimizing a dielectric waveguide structure for transverse-magnetic-polarized single-mode operation at wavelength of 1.55 mum, we show that a one-stage optical phased array allows 2-D plusmn60deg and plusmn45deg optical beam scanning with minimal degradation in sidelobe level and power efficiency. The number of array elements necessary to realize the desired array performance depends on the fabrication technique, which is formulated in the presented design methodology.     

High‐efficiency CMOS push‐pull power amplifier with multilayer center‐tapped transformer

This paper describes the design of a push‐pull power amplifier (PA) with a center‐tapped transformer for transmitter applications on the 5.2‐GHz band using 0.18μm CMOS technology. The type of the proposed PA is based on a double‐ended push–pull (DEPP) configuration. DEPP has a simple construction with only transistors and transformers. The PA has reverse‐phased cascode‐connected transistors. The proposed transformer has a multilayer structure and was designed using electromagnetic field simulation. To achieve high power added efficiency (PAE), we assumed the optimized output impedance technique with a tunable impedance antenna. The PA has 13.2 dB linearity gain, 14.9 dBm 1‐dB compression point (P1dB), and 27.4% maximum PAE. © 2016 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

500 M～2 GHz高性能双脊喇叭天线的设计及仿真

本文研制了一种500 M～2 GHz高性能双脊喇叭天线,作为低频段紧缩场测量系统的馈源.该天线延续了以往文献中介绍的脊喇叭天线宽频带、小体积的优点,同时,该天线引入了一些新的设计,得到了较高的方向图性能并压低了驻波比,这些新的设计包括:利用MFIE(磁场积分方程)算法的计算结果设计双脊波导,而不是传统的等效电路法的计算结果;利用HFSS对脊的形状及尺寸进行更为细致的优化;设计辐射段时,并不是完全照搬一般角锥喇叭的设计方法,而是将E面和H面方向图的3 dB波束宽度和相位中心这两组参数定为主要指标进行设计.此外,本文总结了一般双脊喇叭天线的设计方法,缩短了脊喇叭天线的设计时间.本文最后给出了500 M～2 GHz高性能双脊喇叭天线的仿真结果,仿真结果符合紧缩场馈源的要求.     

基于探针阵列的RF天线阻抗测量方法的研究

为研究等离子体放电期间大功率RF天线阻抗变化和满足阻抗匹配器的动态调节的需要,提出了基于探针阵列的RF天线阻抗的测量方法,利用传输线理论,分析了采用探针阵列对大功率RF天线的阻抗进行实时测量的原理,建立了数学模型,构建了天线阻抗的测量系统.该系统集数据采样、数据处理、参数计算等功能于一体,实现了大功率RF天线阻抗的自动测量,给出了系统的实时测量结果.实验结果表明该方法结构简单、可靠、测量精度高、速度快,具有良好的实用价值.     

Ferroelectric lens phased array antenna: An update

Abstract

The ferroelectric lens is a new type of phased array antenna. It uniquely incorporates bulk phase shifting using bulk ferroelectric ceramics to reduce the cost of the phased array. This paper presents the latest X band (8-12 GHz) results with improved ferroelectrics; the loss due to these ferroelectrics is less than 2 dB for obtaining 360° differential phase shift at 10 GHz. The antenna pattern of an interferometer built with ferroelectrics and demonstrating electronic scanning at 10 GHz is presented. A brief review of the ferroelectric lens concept is also included.     

一种新型大功率ZVZCS三电平DC-DC变换器

三电平直流变换器因其主开关器件电压应力仅为Vin/2且具有拓扑结构简单和软开关特性好等优点,受到工业界和学术界的广泛关注.基于IGBT的零电压零电流开关ZVZCS(zero-voltage zero-current switching)三电平DC-DC变换器是大功率高压直流变换的主流方案,具有通流能力强、软开关负载范围...     

宽频带的微带等角螺旋天线设计

为了实现宽频带天线指定方向的高性能辐射，设计了一种宽频带的微带等角螺旋天线。为实现阻抗匹配，天线馈电部分设计了一种指数渐变式微带巴伦结构。经过实物测试参数，结果表明加入了指数渐变巴伦结构后天线实现了良好的阻抗匹配并具有良好的宽频带特性，其工作带宽为1.74～4.82 GHz，回波损耗最低达- 30 dB。同时设计了一个平底型金属反射腔用于反射背向电磁波，在保持宽频带工作特性的同时，使天线具有了良好的单向辐射特性，天线在整个工作频段内的增益均大于6 dB，与传统的螺旋天线相比，具有宽频、定向、高增益的特点，具有一定应用前景。