（英）140GHz回旋行波管放大器准光学注入结构的设计

作为140GHz共焦波导回旋行波管放大器设计中的一个创新部分,关于准光学注入结构的设计方法将详细论述.归因于高斯光束对频率扰动的欠敏感特性,这样的注入结构具有比传统波导插入耦合器更大的带宽.注入系统包括耦合天线、镜面变换器和波纹波导三个部分,最终在高于50%功率注入水平下达到6.8GHz的带宽,并克服了可能的寄生模式振荡和由加工误差导致的注入效率迅速下降的问题.     

一种可用于卫星和空间的微波滤波器

利用凸缘波导结构仿真设计了一种结构新颖的超宽带高通滤波器。介绍了凸缘波导和渐变线理论,利用凸缘波导和指数渐变线结构结合计算机辅助软件设计的该款滤波器截止频率在22 GHz,有效工作带宽为18 GHz。其截止频率较高且有效工作带宽是传统的微带线滤波器和金属膜片滤波器的几倍到十几倍。使用2种仿真软件协同仿真,仿真结果吻合度良好,证明了此设计方案具备可行性。     

基于基片集成波导的W波段基波注入锁定谐波振荡器

研制了一种基于基片集成波导的W波段平面注入锁定谐波振荡器.为了获得大的注入功率, 注入锁定谐波振荡器采用基波端口强耦合结构, 利用谐波提取技术的频率倍频作用, 自由振荡输出频率在90.2 GHz附近.当基波注入信号在45.08 GHz附近时, 锁定带宽大于120 MHz, 输出功率大于6.5 dBm.将该平面集成的注入锁定谐波振荡器与低频参考信号同步, 能够产生稳定的W波段低相噪信号.     

基于基片集成波导的W波段基波注入锁定谐波振荡器

研制了一种基于基片集成波导的W波段平面注入锁定谐波振荡器.为了获得大的注入功率,注入锁定谐波振荡器采用基波端口强耦合结构,利用谐波提取技术的频率倍频作用,自由振荡输出频率在90.2 GHz附近.当基波注入信号在45.08 GHz附近时,锁定带宽大干120 MHz,输出功率大于6.5 dBm.将该平面集成的注入锁定谐波振荡器与低频参考信号同步,能够产生稳定的W波段低相噪信号.     

8-18GHz同轴-波导转换器的分析与设计

同轴-波导转换器是微波系统中非常重要的元器件.基于脊波导和波导阶梯对导播系统中电磁波传播性能的影响,本文探讨了这两种结构应用在8-18GHz的宽带同轴-波导转换器设计中的情况.通过同轴-脊波导-矩形波导转换,并在脊波导上加载阶梯,很好地改善了阻抗匹配效果,提高了同轴-波导转换器的传输性能.仿真结果证明脊波导和波导阶梯在设计同轴-波导转换器中的有效性,在8-18GHz的倍频程带宽内驻波小于1.22,产生的高次模非常小.     

半模基片集成波导馈电的对数周期偶极子天线

设计并研制了一种基于半模基片集成波导(Half-mode Substrate Integrated Waveguide:HMSIW)馈电的单层宽带印刷对数周期偶极子阵列(Printed Log-Periodic Dipole Array:PLPDA)天线.对数周期偶极子阵列(PLPDA)天线具有频带宽、剖面低、重量轻等优点,但是其馈电需要平衡线结构.半模基片集成波导具有平面集成、主模带宽宽、损耗低、尺寸小等优点,同时自身天然具有平衡结构.文中设计并制作了工作频率为15GHz～40GHz的HMSIWPLPDA天线,测试结果和仿真结果吻合.     

波导带通滤波器与微带转换装置的设计

利用三维仿真软件HFSS首先设计了K波段7阶电感E面带通波导滤波器,以及波导-微带转换器.其中波导滤波器的中心频率为19 GHz,带宽为3 GHz,带内损耗小于0.1 dB,端口反射小于-20 dB;而波导-微带的转换器在16～20.8 GHz的带宽内端口反射小于-20 dB,带内损耗小于0.1 dB.然后将两者有效结合为一体,其工作带宽为17.5～20.5 GHz,带内损耗为0.3 dB,端口反射小于-15 dB,带外抑制小于-30 dB,可以满足实际系统应用的需求.     

140 GHz螺旋波纹波导小回旋行波放大器的研究

针对140 GHz回旋行波管,采用三折螺旋波纹波导作为慢波结构,通过色散特性分析优化螺旋波纹波导结构参数,达成了抑制模式竞争和扩展带宽的目的;依据布拉格衍射机理设计了输入耦合器,能够确保电子束有效流通以及信号稳定输入,且在136.5~144 GHz范围内,S_(21)>-0.5 dB。以小回旋电子注为激励源对该螺旋波纹波导回旋行波放大器进行了PIC仿真,当输入信号的频率为140 GHz、功率为50 W时,输出信号功率为223 kW,增益为36.49 dB;在134~142 GHz的频率范围时,输出功率在113~223 kW之间,3 dB带宽大于8 GHz。本文将螺旋波纹波导结构应用于140 GHz并取得了高增益和大带宽,对后续在更高频率的研究和工程应用具有较高的参考价值。     

340 GHz菱形曲折波导慢波结构

提出并研究了一种菱形曲折波导慢波结构.与传统的矩形曲折波导慢波结构相比,菱形曲折波导慢波结构在相同频带下拥有更大的尺寸,在相同尺寸下拥有更宽的带宽.同时提出了适用于这种慢波结构的输入-输出过渡结构和衰减器.在此基础上,设计了一种用于行波管的340 GHz菱形曲折波导慢波结构,并采用相速负跳变技术提高了其增益.模拟仿真结...     

应用于手机中的小型化WLAN双频天线设计

设计了一款适用于手机的小型化WLAN天线,尺寸为10 mm×35 mm,天线的主要结构为一个折叠型倒L-L结构.设计过程中采用了共面波导馈电（CPW）技术,有效地增加了天线的带宽.仿真结果表明,天线在2.45 GHz时覆盖了2.38 GHz ～ 2.688 GHz,5.2 GHz时覆盖了4.77 GHz～6 GHz,同时达到了IEEE 802.1 1a和IEEE 802.11 b/g标准.整体来说,天线尺寸小、频带宽,方向图性能良好.对天线进行了实物加工并进行了测试,结果显示仿真与实验结果吻合,均能覆盖所需频段.     

340 GHz菱形曲折波导慢波结构（英文）

提出并研究了一种菱形曲折波导慢波结构。与传统的矩形曲折波导慢波结构相比,菱形曲折波导慢波结构在相同频带下拥有更大的尺寸,在相同尺寸下拥有更宽的带宽。同时提出了适用于这种慢波结构的输入-输出过渡结构和衰减器。在此基础上,设计了一种用于行波管的340 GHz菱形曲折波导慢波结构,并采用相速负跳变技术提高了其增益。模拟仿真结果表明,在加载电压为15.3 kV,电流为35 mA的圆形电子注的情况下,行波管在343 GHz的输出功率和增益分别达到8 W和33 dB,其3-dB带宽范围为330～348 GHz。     

一种宽波束毫米波引信天线阵的设计

本文提出了一种应用于引信系统的宽波束毫米波天线阵。该阵列天线应用于60GHz-64GHz,由四组两两正交布局的1×2波导辐射单元以及SIW（基片集成波导）缝隙耦合馈电组成。由微带线到SIW过渡,可用于与T/R模块连接。基于双脊波导结构以及拓宽的方形波导结构的特点来设计宽波束的辐射结构;设计高集成度,低复杂性的微带线到SIW过渡结构。由HFSS仿真结果表明,在60GHz至64GHz带宽内天线阵列反射系数小于-13dB,并且在增益掉落3dB内,该天线阵列在60GHz、62GHz和64GHz均能实现xoz面和yoz面±50°的波束宽度。     

0.85 THz 折叠波导行波管的高频特性与结构参数优化分析

由于折叠波导具有准二维结构、功率容量大、易集成等特点,非常适合在THz 频段推广应用,文中对0.85 THz 折叠波导行波管(FW-TWT)的色散和耦合阻抗特性进行了模拟计算与优化,利用等效电路理论、简化理论与CST 仿真计算的方法。根据折叠波导直波导高度需大于注通道的特点,电子注的直流加速电压必须小于某一值;根据MEMS 加工工艺的允许误差范围,对折叠波导结构各部分的参数进行优化,使该结构的色散较平坦与耦合阻抗较大。计算结果表明:电子注的直流加速电压不超过26 kV;注通道填充比为0.1 时,带宽约400 GHz、相速变化率小于1%时带宽约275 GHz(825~1 100 GHz)。该套方法对THz 折叠波导行波管的设计具有重要意义。     

高速硅基单端推挽驱动狭缝脊波导调制器

针对硅基单端推挽驱动调制器的脊波导pn结部分结电容较大,限制了调制器带宽进一步提高的问题,提出了一种狭缝脊波导pn结结构。通过将脊波导pn结蚀刻一定尺寸的狭缝,降低了pn结电容,实现了带宽的提升。对两种pn结进行了仿真对比,结果表明,在相同电极结构与掺杂条件下,狭缝脊波导调制器比脊波导调制器的电光带宽提升了约8.3 GHz。基于优化的单端推挽驱动狭缝脊波导调制器,仿真实现了90 Gbit/s的OOK信号调制,眼图消光比为14.69 dB。     

Ka波段曲折双脊单槽加载波导行波管研究

提出了一种新型的曲折波导慢波结构:曲折双脊单槽加载波导慢波结构.利用HFSS、CST电磁仿真软件对工作在Ka波段的曲折双脊单槽加载波导行波管进行了模拟计算,得到其高频特性及注-波互作用特性.结果表明,在33 GHz可以得到265 W的输出功率,增益为37.2 dB,3 dB增益带宽为6 GHz.     

一种Ka波段开槽波导空间功率合成器的设计

设计了一种结构简单,容易制造的开槽波导功率分配器/合成器。该合成器采用锥形微带线-波导的过渡结构,每路微带线传输部分由小腔体进行隔离。通过CST仿真软件,设计了一个中心频率为35GHz的Ka频段的功率合成器。仿真结果显示,该结构回波损耗小于-20dB时的带宽达近500MHz,且插入损耗小于0.1dB。可见,具有极低的插入损耗和较低的回波损耗。     

一种CPW-fed的双陷波超宽带天线的设计

设计了一种小型双阻带超宽带天线.天线采用共面波导(CPW)馈电的地板结构,地板由两个半椭圆构成,从而实现了超宽带天线及小型化.通过开双U型缝隙实现了双阻带特性,阻带带宽分剐是650 MHz和590 GHz.天线实物测量结果表明,天线驻波比<2的带宽为2.97～12.75 GHz,在整个频段内天线增益较高,同时方向图全向...     

K波段波导-微带转换装置的设计

应用微带探针直接插入波导的激励方法设计了一种用于毫米波MMIC电路的波导-微带转换装置.运用微带探针直接插入波导的激励方法,使得整体结构更加简单、紧凑,并且具有无需焊接和安装方便等优点.但一段耦合线E面微带探针的带宽比较窄,不能满足实际需要,所以把波导内的一段耦合线E面微带探针改进为两段耦合线E面微带探针.利用三维仿真软件HFSS对K波段E面探针方式波导-微带转换装置进行了仿真与优化设计,结果表明在16～20.8 GHz的带宽内端口反射小于-20 dB,带内损耗小于0.1 dB,设计基本合理.     

基于脊波导结构的太赫兹超宽带双工器设计

在射电天文领域,为了实现更宽频带内多谱线同时观测任务,要求太赫兹超导相干接收机向更宽带方向发展。针对下一代太赫兹超宽带接收机的应用需求,提出了一种频段覆盖180~ 420 GHz(相对带宽达87%)的超宽带脊波导双工器设计,主要包括：180~300 GHz频段和320~420 GHz频段宽带脊波导滤波器设计与变换;超宽带太赫兹多级耦合型脊波导双工器优化设计。仿真结果表明该结构能够在180~300 GHz和320~420 GHz频段双工工作,回波损耗整体优于15 dB,通道间隔离度达20 dB以上。     

基于SiGe BiCMOS工艺的片上太赫兹滤波器

基于硅锗双极-互补金属氧化物半导体(SiGe BiCMOS)工艺,采用衬底集成波导(SIW)结构,设计了几款片上太赫兹滤波器。测试结果中带宽和中心频率分别为20 GHz@139 GHz,20 GHz@168 GHz和26 GHz@324 GHz,结果表明制作的带通滤波器中心频率与设计的偏差很小;滤波器在中心频率的插入损耗为-6 dB@139 GHz,-5.5 dB@168 GHz和-5 dB@324 GHz。