双Y结环行器的理论分析及实验研究

在带线环行器中心加并联开路短截线构成双Y结环行器。建立了它的电路模型。对这种环行器的宽频带低驻波特性进行了理论分析和典型设计。在2.7～3.7GHz范围内,驻波比S≤1.10,反向隔离大于26dB。理论分析与实验结果符合。     

基于M型六角铁氧体Ba(ZnHf)0.08Fe11.92O19的自偏置微带环行器设计

电子信息技术的发展对环行器提出了低损耗、高隔离度及小型化的要求，采用具有高剩磁比(M_r/M_s)和强各向异性场(H_a)的BaM自偏置铁氧体材料有利于提高环行器性能和减小器件尺寸。在阐述高度取向M型六角铁氧体Ba(ZnHf)_0.08Fe_11.92O₁₉制备工艺的基础上，表征了材料的相结构、微观形貌和磁性能。根据环行器设计理论，基于0.25 mm厚度的BaM铁氧体材料仿真设计了工作于Ku波段的双Y结和开槽多Y结环行器。仿真结果表明，两种环行器均在12.44 GHz处显示出良好的环行功能，电压驻波比均小于1.22。在中心频率附近，双Y结环行器插入损耗为0.61 dB,相应的隔离度为26 dB,20 dB带宽为1.3 GHz;开槽多Y结环行器插入损耗为0.505 dB,相应的隔离度为36 dB,20 dB带宽为1.03 GHz。相比于双Y结环行器，开槽多Y结环行器在保证器件性能的前提下，能够有效改善插入损耗和隔离度等性能，并有利于减小环行器尺寸。     

宽带X波段波导结环行器的研究

为了满足某系统的要求,需研制带宽在X波段达4GHz（40％）的宽带波导结环行器。文中采用Y形脊波导中心结形式,采用三阶等宽切比雪夫阶梯阻抗匹配器实现环行器宽带阻抗匹配,并利用HFSS软件优化环行器结构。设计的环行器实验结果为：在8．4GHz至12．4GHz范围内,插损不大于0．3dB,隔离不小于20dB,驻波不大于1．2。环行器设计结果与实验结果基本一致,表明该设计方法正确,设计的环行器满足系统宽带要求。     

自偏置钡铁氧体微带结环行器的研究

本文采用HFSS微波仿真软件设计了中心频率在25GHz的微带结环行器,仿真结果表明,该环行器在中心频率附近的插损S12为2dB,隔离S21为20dB。根据设计的结构参数,采用半导体工艺制作了微带结环行器,测试结果表明,该环行器在中心频率25.6GHz附近的插损S12为14.9dB,隔离S21为22.4dB,显示了初步的环行性能。     

易集成的S波段小型化环行器的研制

采用半集总参数设计思路,利用高场工作模式和双Y中心结内导体形式,研制出了一种S波段电性能优良、体积十分小巧且易于集成的小型化环行器。环行器测试结果：在3．2GHz附近9％带宽范围,插损≤0．35dB,隔离≥20dB,驻波≤1．2,能在-55℃～＋85℃的宽温范围工作。     

毫米波宽带高功率结环行器的研制

为了满足某宽带发射机系统的需求,需研制全Ka波段（26.5～40 GHz）的宽带波导结环行器。本文采用Y形脊波导中心结形式,多级切比雪夫阶梯阻抗匹配器实现环行器宽带阻抗匹配,利用HFSS优化环行器结构。设计的环行器实验结果为：在26.5～40 GHz范围内,插损不大于0.45 dB,隔离不小于19.5 dB,驻波不大于1.4,通过60 W平均功率实验。     

一种P波段小型化带线结环行器的设计

文章介绍了一种P波段小型化中功率带线结环行器,使用Ansoft HFSS中进行仿真和优化。该环行器的中心频率820MHz,相对带宽30%。在整个带宽内,插损≤0.2d B,隔离≥20 d B,驻波≤1.20。     

8mm波导结环行器的仿真设计

介绍一种8mm波导结环行器的仿真设计方法,分析了环行器内部的电磁场,在仿真时采用了Ansofl Hfss和Ansofi Maxwell软件实现电磁联合仿真,有效的保证了仿真的准确性.在32.5GHz-36GHz频段,实测结果为驻波小于1.2,损耗小于0.4dB,隔离大于20dB.     

Ku波段自偏置微带双Y结环行器的设计和制作

目前商用环行器均需要外加偏置磁场,体积大,难集成。利用厚度为0.2mm的锶永磁铁氧体材料,基于带线结环行器理论,设计、优化并制作了一种自偏置微带双Y结环行器,器件无需外加偏置磁场,可显著降低环行器的体积和重量,便于集成化。测试结果和仿真结果基本吻合。测试结果表明,制作的器件在17.5GHz和29.3GHz频率点处均呈现明显的环行性能。在17.5GHz处,电压驻波比为1.3,插入损耗为4.2dB,隔离损耗为20.4dB。在29.3GHz附近,隔离损耗为18.1dB。在30.3GHz附近,插入损耗为3.1dB,电压驻波比约为1.2,最后探讨了所制作的环行器的插入损耗偏大的原因。     

L波段宽带高功率环行器的研制

报道了工作频率为1～1.5GHz宽带环行器的设计、仿真过程.产品实际达到的技术指标为:正向损耗α+≤0.4dB,反向隔离α-≥17dB,电压驻波比VSWR≤1.30,可通过1000W的脉冲功率(占空比20％),其外形尺寸为40x40x 18(rnm),工作温度为-40～70℃.     

L波段高功率双结波导环行器

介绍了采用部分高度双铁氧体圆片和脊梁阻抗变换器设计L波段高功率压缩矩形波导结环行器的方法,结合传统设计方法和HFSS软件的仿真分析对环行器进行了仿真和优化,给出了仿真分析结果.同时采用λg/4变换波导与标准波导相连的方法,研制出L波段高功率双结波导环行器,给出实验结果.环行器的单结损耗小于0.25 dB,功率容量可达8 kW.     

一种新颖的4bit和5bit超宽带GaAs单片数字衰减器

介绍了一种新颖的DC～20GHz的4bit和5bit GaAs单片数字衰减器的设计、制造和测试结果．该衰减器的设计采用纵向思维的方法．最终得到的4bit数字衰减器的主要性能指标是：在DC～20GHz频带内,插入损耗≤3.5dB,最大衰减量15dB,衰减步进1dB,衰减平坦度≤0.2dB,衰减精度≤±0.3dB,两端口所有态的电压驻波比≤1.6,相对于参考态,衰减态的插入相移在－10°～5°以内,芯片尺寸1.8mm×1.6mm×0.1mm．5bit数字衰减器的主要性能指标是：在DC～20GHz频带内,插入损耗≤3.8dB,最大衰减量15.5dB,衰减步进0.5dB,衰减平坦度≤0.3dB,衰减精度≤±0.4dB,两端口所有衰减态的电压驻波比≤1.8,相对于参考态,衰减态的插入相移在－14°～2°以内,芯片尺寸2.0mm×1.6mm×0.1mm．     

铁氧体薄膜环行器的设计

介绍了采用铁氧体薄膜的微带环行器的工作原理、结构以及环行器阻抗匹配网络。对环行器进行了分析以及设计。在Ansoft公司的仿真软件HFSS中建立了环行器的模型进行了仿真,并对各个部分尺寸进行了优化。设计的薄膜环行器铁氧体薄膜厚度为10μm,在X波段（9.67～9.68GHz）可以达到插损低于1dB,隔离度大于20dB的设计要求。     

一种平衡式环行器收发隔离电路的设计与实现

对于收发天线一体、收发频率相近、收发信号同时存在的无线电通信应用场景,比如UHF RFID的读卡器,目前一般使用单独的环形器来进行收发隔离,但其隔离度有限,一般在20dB左右。本文从理论上分析了由两个环行器组成的平衡式环行器隔离电路的隔离原理,并提出了一种改进平衡式环行器收发隔离电路,同时制作了电路模块。网络分析仪测试表明,该改进平衡式环行器收发隔离电路的发射端到天线端的传输损耗和天线端到接收端的传输损耗都在1dB以内,在连接驻波比1.2:1的板式天线的情况下,其收发隔离度达到了50dB以上;实测当射频输入功率处于0.1～8W区间时,该电路的收发隔离度稳定在40dB以上,较单独环行器的使用至少提高了20dB。     

结环行器的相位特性

利用带线结环行器的相关理论，导出了结环行器的相位特性，并进而分析环行器的常规参数与插入相位变化的关系，通过实验验证了理论结果，对环行器的设计，调试具有一定的指导意义。     

偏心铁氧体圆柱加载波导Y结环行器的分析

采用点匹配法结合坐标变换分析了偏心全高铁氧体圆柱加载波导Ｙ结环行器的特性，讨论了铁氧体圆柱相对于结中心的偏移对环行器性能产生的影响．由数值计算结果可见：（１）偏心铁氧体柱加载波导Ｙ结环行器可被用作具有低插入损耗、小驻波和高隔离的高性能Ｙ结隔离器；（２）非对称波导Ｙ结环行器性能的非对称性可以通过偏移铁氧体柱加以校正．     

一种新颖的4bit和5bit超宽带GaAs单片数字衰减器

介绍了一种新颖的DC～20GHz的4bit和5bit GaAs单片数字衰减器的设计、制造和测试结果.该衰减器的设计采用纵向思维的方法.最终得到的4bit数字衰减器的主要性能指标是:在DC～20GHz频带内,插入损耗≤3.5dB,最大衰减量15dB,衰减步进1dB,衰减平坦度≤0.2dB,衰减精度≤±0.3dB,两端口所有态的电压驻波比≤1.6,相对于参考态,衰减态的插入相移在-10°～5°以内,芯片尺寸1.8mm×1.6mm×0.1mm.5bit数字衰减器的主要性能指标是:在DC～20GHz频带内,插入损耗≤3.8dB,最大衰减量15.5dB,衰减步进0.5dB,衰减平坦度≤0.3dB,衰减精度≤±0.4dB,两端口所有衰减态的电压驻波比≤1.8,相对于参考态,衰减态的插入相移在-14°～2°以内,芯片尺寸2.0mm×1.6mm×0.1mm.     

圆波导Y结环行器

本文介绍一种Y型波导结环行器———圆波导环行器 ,它由装有铁氧体样品的圆柱形结腔及其侧面连接的三段互成 12 0°的圆波导组成 ,并在Ku波段上利用有限元法对这种Y结环行器的性能进行数值计算和实验测量。所得结果表明这种结构的环行器可以实现环行性能。本文从理论上也分析了腔体内上下介质不对称对环行性能和圆波导主模TE11极化面的影响     

C波段单片有源环行器基本单元的研究

本文分析和研究了微波有源环行器所用的基本单元电路——放大器和定向耦合器.利用微波CAD欢件完成了放大器、定向耦合器和有源环行器的设计.模拟分析得出:在3.8～4.2GHz频率范围内,单片放大器的正向增益是6dB.反向隔离度为22dB:单片定向耦合器的正向插入损耗是4dB,反向隔离度为18dB.该有源环行器的隔离度是19dB,正向插损是5dB.实验结果为:放大器在3.5～4.0GHz频率范围内,正向增益是4.5dB,反向隔离度是23dB;定向耦合器在3.2～3.8GHz频率范围内,正向插入损耗是8dB,反向隔离度为23dB.     

通信系统射频环行器的研究与设计

环行器是移动通信的重要器件之一,应用于基站的发射和接收系统中.根据结环行器经典理论中的两个环行条件,提出适用于TD-SCDMA环行器的设计流程,并据此给出中心导体为非正六角形的环行器仿真,验证了方法的有效性,结果满足小型化和高性能的设计指标.