一种宽频带微带线垂直过渡结构设计

针对微波多层电路的微带线垂直过渡问题,提出了一种新型的、适用于毫米波频段的微带线垂直过渡结构,通过微带线上的补偿结构实现了匹配设计,使得微波信号在微波多层结构中跨层传输.该过渡电路结构具有信号传输损耗小、频带宽,易于加工的特性,在微波电路设计方面具有较高的实用价值.将该微带线垂直过渡结构在三维电磁场仿真软件中进行了建模,并进行了实物加工和测试.实物测试结果表明,在0.5～38 GHz的频带范围内插入损耗小于2.7 dB(含两个K-2.92 mm接头及微带传输线损耗),回波损耗大于9 dB.     

一种微带线到带状线宽带垂直耦合过渡结构

针对基于微波多层介质板的微带线到带状线过渡问题,提出了一种微带线到带状线宽带垂直耦合过渡结构,通过地层的圆形开孔完成微带线与带状线椭圆形贴片间的电磁耦合与匹配设计,实现了微波信号在微波多层介质板内跨层传输。将微带线到带状线宽带垂直耦合过渡结构在三维电磁场仿真软件中进行了建模,并对背对背结构进行了仿真、加工与测试。测试结果表明,在7~13 GHz的频带范围内输入输出回波损耗小于-12 dB,插入损耗最小为1.48 dB。该微带线到带状线宽带垂直耦合过渡结构具备了良好的性能,同时具有电路结构简单、加工方便等特点,在微波电路设计方面具有较高的实用价值。     

宽频带任意比功分器的微带线实现

本文给出了一种用多枝节匹配来设计宽频带上不等比功分器的方法。在此基础上讨论了用微带线来实现这种形式功分器的方法和计算机仿真验证步骤。最后给出了以微带线形式在0.6GHz-1.4GHz频带上实现这一类3dB宽频带功分器的设计和计算机仿真验证步骤,仿真结果证明了这种设计方法的有效性和可行性。     

一种太赫兹宽带三次谐波混频器设计与实现

提出了一种基于紧凑型过渡结构的低变频损耗太赫兹宽带三次谐波混频器。混频器中的紧凑型过渡结构,位于射频端波导内部,由电路正面的悬置带线和背面的三角形过渡段两部分组成,用于提高混频器的带宽,优化变频损耗。其中,悬置带线末端位于波导内射频信号电场的最大值处,正上方放置具有一对串联肖特基结的混频二极管,形成单平衡混频电路,使得射频信号仅与本振信号的奇次谐波混频,减少无效谐波分量。背面的三角形过渡段降低了悬置带线与射频波导之间的不连续性,有利于实现宽带匹配及混频电路小型化。混频器电路介质基板总尺寸为5.1 mm×6.9 mm×0.127 mm,实测结果表明,在135-165 GHz范围,混频器的单边带变频损耗为10.8-15.7 dB,典型值为13.0 dB,中频频率范围为0-15 GHz。     

低损耗厚膜微带隔离器

本文报导了一个用普通钇铝石榴石材料,采用厚膜工艺制作微带电路及吸收负载的微带隔离器。同时分析了影响器件正向损耗的诸因素,使用不均匀外磁场的方法,降低了器件的损耗。实验结果:在1.9～2.3GHz 频带范围内,正向损耗≤0.25dB,反向损耗≥23dB,电压驻波比≤1.28,基片尺寸仅为24×30×2.6mm。     

基于非均匀FDTD混合算法的微带电路电磁耦合分析

微带电路包含微带线以及电路元件等局部精细结构,采用传统的FDTD方法进行电磁波照射PCB板电磁耦合的全波模拟,因网格剖分得很细,导致网格量大,计算效率低下.将非均匀FDTD方法与多网格集总元件FDTD方法结合起来,形成一种新的FDTD混合算法,模拟了电磁脉冲对带有集总元件微带电路的电磁耦合,能够快速计算得到集总元件上耦合产生的瞬态电压和电流响应.通过与有限积分法软件的仿真结果进行对比,验证了该时域混合算法的正确性,并分析了不同电磁脉冲类型以及微带线线间距对微带电路电磁耦合的影响.     

3 mm波段宽带混频器的设计

混频器广泛应用于通信接收系统,随着微波通信系统向高频段方向发展,高频段的毫米波混频器成为了重点研究毫米波器件之一。介绍了一种结构新颖的毫米宽带混频器的设计,本振信号由矩形波导向悬置微带线引入,射频信号由矩形波导向鳍线引入,一对肖特基二极管搭在悬置微带线和鳍线之间构成了平衡混频电路,经仿真验证,设计出的毫米波宽带混频器在75~105 GHz的工作频率上,变频损耗优于12 dBm,各端口之间的隔离度也优良,且该混频器具有结构简单、易于加工等优点。     

微带线控制的磁流体微环光开关结构、原理与设计

提出了一种微带线控制的磁流体微环光开关芯片结构,其中硅基微环谐振器波导的内外两侧集成有环状金属微带线,且两个环状金属微带线中所通电流方向相反。当芯片上覆盖有铁磁流体时,通过改变输入到金属微带线的电流大小可实现光开关功能。以单个微环谐振器情形为例,描述了这种铁磁流体开关结构的优化设计过程,仿真分析了微环周长、输入输出硅线波导与硅基微环之间耦合比及磁场强度等参数对磁流体微环光开关特性的影响。研究表明,在1550 nm工作波长处,只需施加150 Oe的开关磁场(对应的微带线电流约为447 mA)即可实现消光比为10 dB的微环光开关功能。     

小型化双频印刷缝隙天线

针对无线通信系统中的多频段传输天线的小型化问题,设计了一种由L型微带线馈电的小型化缝隙天线。通过在地平面上开三个阶梯组成一端开口的缝隙切断电流路径,从而实现WLAN频段的双频带覆盖。运用电磁仿真软件对天线进行参数仿真和优化分析,通过改变缝隙的长度和宽度来实现天线同时工作在2.45GHz和5.8GHz。结果表明天线端口回波损耗S11≤-10dB以下工作带宽分别为2.4~2.49GHz和5.48~6.1GHz,满足IEEE802.11b/g和IEEE802.11a/n标准。同时对天线进行实物制作并进行端口回波损耗、增益和辐射方向图测试,仿真结果与测试结果比较吻合。相较于传统平面缝隙天线,本文提出的天线尺寸紧凑且结构简单,易于加工并与电路良好集成,具有广泛的通信应用前景。     

基于厚薄膜混合基板的超宽带垂直互联设计

针对三维集成电路中基板层间信号垂直互联问题，基于厚薄膜基板的优良特性，设计了一种超宽带的同轴到带状线再到微带线的过渡结构，能够工作到80 GHz。这种垂直结构采用LTCC为基板，旋涂BCB膜层，适用于系统级封装。该结构利用“水滴”匹配的方法，并嵌入空气腔抑制寄生电容，有效地改善了互联结构的射频传输性能。仿真结果表明，其背靠背（同轴-带状线-微带线-带状线-同轴）结构在0～80 GHz频段范围内，回波损耗均低于-17 dB，插入损耗均优于-0.5 dB，驻波比均低于1.35，具有良好的超宽带传输特性。     

面向 5G 基站的射频功率放大器设计与实现

近年来随着 5G 基站的全面投入使用,针对 S 波段功率放大器的各项指标又提出了更高的应用需求。 为了满足高增益, 高效率,宽频带、大功率、小型化等需求,本文在阶跃式匹配电路的基础上,采用并联开路微带线的方法,设计了一款工作在 3. 4~ 3. 6 GHz 的射频功率放大器。 本次设计所采用的设计方法解决了晶体管动态阻抗难以精确测试,仿真与实测存在差距等 问题。 在本设计中,输入输出匹配网络采用并联开路微带线并且通过改变开路微带线的物理长度与宽度,使匹配网络处于动态 匹配状态,有利于后期调试电路,从而确定最佳匹配电路。 同时,微带线的采用使得整个电路更加小型化。 为验证方案的可行 性,本文采用了 CREE 公司的 CGHV40030F 晶体管设计了一款工作在 3. 5 GHz 的射频功率放大器,并进行硬件制作与测试。 仿 真与测试结果均表明,该设计方法易于电路调试,便于准确地确定匹配网络,实测结果逼近仿真结果,幅度失真小于 1,相位失 真小于 5°/ dB,S11 小于-5. 1 dB,S12 大于 18. 3 dB,输出功率大于 45 dB,增益大于 12 dBm,漏极效率大于 66%等各项性能指标 良好。     

射频宽带低噪声放大器设计

介绍了射频宽带放大器的设计原理及流程。设计实现的射频宽带低噪声放大器,采用分立器件和微带线匹配,选用Agilent公司生产的低噪声增强赝配高电子迁移率晶体管ATF-551M4,用ADS软件进行设计、仿真和优化,实现了在1.1GHz～2.2GHz范围内,增益24dB以上,噪声系数小于1.2dB的两级宽带低噪声放大器设计。由于设计频带覆盖了多个通信常用频点,因此决定此低噪声放大器的应用会十分广泛。最后利用ProtelDXP软件对电路进行了版图设计,并在FR4基板上实现了该设计,给出了实测结果。     

高频板材的复介电常数测量方法研究

复介电常数是高频板材最重要的参数之一,准确测量高频板材的介电常数和损耗,对板材的实际应用十分重要。为了获得板材的损耗特性,设计了一种基于微带线的传输线电路,并对长度分别为25.4和127 mm的微带传输线进行仿真、加工和测试,得到DC-20GHz内的回波损耗S₁₁和插入损耗S₂₁,测试数据表明,S₁₁值测试结果在-15 dB以下,且在20 GHz下传输线的插入损耗为24.02 dB/m。通过加工误差分析,电路参数变化50μm时,DC-20GHz内仿真S_11max变化可达到6 dB左右。最后结合谐振环法对同一种板材进行测试,得到板材的相对介电常数和损耗角正切。结果表明该方法得到的损耗角正切精确度较高,且在2、10和20 GHz频段下误差小于10%。     

0.7—7.7GHZ超宽带微波集成双平衡混频器

本文介绍一超宽带微波集成双平衡混频器的理论、设计方法并给出测试结果。文中采用导纳矩阵法对微带巴伦进行理论分析,给出了最佳巴伦阻抗值;为扩展中频带宽,提出了利用悬置微带线提取中频,从实验证明了新方法是可行的。最后将测试结果与国内外同类产品进行比较。该混频器在0.7～7.7GHz范围内,平均单边带变频损耗L≤10db,射频与本振端间隔离度为20dB,中频可扩展到1000MHz。     

基于缺陷微带线结构的三阻带滤波器研究

通过在50Ω微带线上刻蚀3个不同形状的缺陷微带线结构,实现三阻带滤波器的设计,且三阻带的中心频率分别为:3.27 GHz、5.15 GHz和6.62 GHz。采用HFSS和"等效电路"的方法对所设计的三阻带滤波器进行了分析,综合考虑缺陷微带线结构的特性和3个阻带之间的级联特性,提出了三阻带滤波器的等效电路模型,并利用ADS仿真提出的等效电路模型。仿真和测试结果表明,所设计的三阻带滤波器不仅有很好的阻带特性,且能够集成到超宽带通信系统中,抑制全球微波互联接入(Wi MAX)、无线局域网(WLAN)和X频段的窄带干扰。因此,该阻带滤波器可以广泛应用在无线通信领域。     

级联微带线宽频带90°Lange耦合器设计

随着科技日新月异的发展,电路的集成性越来越高.为实现小型化且更具稳定性的耦合器,选取有较宽工作带宽、较小体积、且易于集成和实现的Lange耦合器结构.采用Lange耦合器级联的方式,实现更紧密的耦合关系,从而在减小耦合器尺寸的情况下,实现更宽的工作频率.通过软件的联合仿真,对比单级和级联的Lange耦合器的传输性能,设计一款可应用于1.3～3 GHz的级联微带线宽频带90°Lange耦合器.结果表明,该级联的Lange耦合器具有稳定的相位差和较小的回波损耗,尺寸约19.26 mm×28 mm,可直接应用在微波天线中.     

磁性薄膜复数磁导率的短路微带线法测试

基于传输线理论提出了测试磁性薄膜复数磁导率的短路微带线法,利用磁性薄膜标准Lorentzian形式的复数磁导率频谱验证了短路微带线法的正确性。结果表明,短路微带线法在DC~5GHz的频率范围内具有较高的精确性。同时设计和制作了DC~5GHz的测试夹具,用其测试了NiFe磁性薄膜的复数磁导率并用标准Lorentzian形式磁谱对测试结果进行数据拟合。结果表明,从所设计的微带夹具测得的S11能够较为精确地获得磁性薄膜的复数磁导率。最后分析了该测试方法的测试误差来源。     

一款适用于5G通信频段的限幅滤波结构的设计

本文设计了一款新型的、工作于5G移动通信频段的限幅滤波一体化结构,其适用于射频前端,具有良好的电磁防护功能。该结构通过将限幅滤波两个模块进行一体化设计,避免了模块之间匹配网络的构建,实现了电路体积的减小。相较于传统的铁氧体频率选择限幅器,该结构在目标频段实现了宽跨度、大功率容量的特点。测试结果表明:在2.55~2.65 GHz频带内,该结构的插入损耗小于1.8 dB,限幅电平约为7.5 dBm;在4.8~4.9 GHz频带内,该结构的插入损耗小于2 dB,限幅电平约为2.5 dBm。在所选频带外,泄露功率被衰减到可忽略不计。因此,本文所设计的结构在保护敏感元件的同时可以有效提高射频前端接收机的灵敏度。     

耦合微带线参差谐振带通滤波电路

对于微波集成振荡器或放大器输出端的滤波器,要求具有较好的抑制谐波性能,本文提出耦合微带线参差谐振带通滤波电路,它由半波长谐振器式平行耦合微带线单元电路与传输线段联构成,其特点是有利于对谐波输出的抑制。     

抑制非平行微带线间串扰的保护带方法研究

非平行传输线之间的耦合(串扰)是非常复杂且难以预测的,但是在高速电路中,这种串扰影响又必须考虑在内.针对非平行微带线串扰问题,首先利用基于Daubechies小波函数的MRTD方法计算非平行微带线间夹角分别为0°、30°、45°、60°时微带线的串扰,提出微带线间夹角对串扰的影响.其次,研究了采用保护带的方法对非平行微...