基于双微环结构的MZI型波长交错滤波器（英文）

为了改善全光纤马赫-曾德尔干涉仪(Mach-Zehnder interferometer, MZI)的传输特性,提出了一种基于双微环辅助型的MZI交叉复用器。根据其结构,利用信号流图推导出了该器件的输出表达式,并进行了数值模拟分析,得到了传输过程中的最佳结构参数。此外,还分析了耦合器耦合系数及传输损耗对该器件的影响。结果表明,改进后的MZI交叉复用器输出谱线更加接近方波,其25 dB截止带带宽和0.5dB通透带带宽明显改善,其值分别为41.2 GHz和18.9 GHz。器件具有一定的抗偏差能力且传输损耗对滤波器消光特性的影响较小。     

非对称马赫-曾德尔干涉仪型不等带宽光学梳状滤波器

为提高光交错复用器系统带宽的有效利用率,满足系统中不同传输速率对带宽的要求,针对信道间隔为50 GHz的输入信号提出了新的非对称MZI型不等带宽光学梳状滤波器,研究了该系统的输出谱和制作方法。基于光纤传输理论分析了设计构成,给出了输出谱表达式及设计中所需要的实验参量。当滤波器的两对光纤干涉臂长度差相等,各耦合器的耦合系数选取适当时,该器件实现了奇偶信道上不等带宽输出,可分别用于10 Gb/s和40 Gb/s传输,信道间隔为0.8 nm,信道隔离度25 dB;分析还发现该器件对3个耦合器的耦合参数不敏感。实验表明:该器件不仅能实现不等带宽输出功能,在实际制作过程中还由于器件对耦合器的耦合参数要求不是十分严格而降低了器件实际制作难度,因此具有实用价值。     

DC-55 GHz高性能焊球阵列封装用非垂直互连结构

根据5G信号对通道带宽的要求，通过研究陶瓷基板中“类同轴”互连的微波特性，设计了一种新型非垂直互连结构，通过陶瓷介电层之间金属化通孔的错位设计，改善垂直过孔与水平传输线转弯处的阻抗突变，更有利于高频信号的传输，进一步扩展带宽。分析了错位角度、阶梯级数、焊球半径和焊球间距对传输性能的影响，设计并实现了宽带低损耗互连陶瓷基板。测试结果表明，该结构的最高应用频率可达55 GHz，在DC-55 GHz频带内插入损耗小于1.5 dB，回波损耗大于15 dB，同时利用实测数据进行信号传输验证，结果表明在未引入预加重、均衡的情况下即可满足56 G/112 G NRZ,112 G PAM4高速信号的传输。     

微盘谐振器的温度传感特性研究（英文）

采用传输矩阵法推导了微盘谐振器的传输方程,利用三维有限元软件建立了微盘谐振器的物理模型并对其电场分布、输出光谱和相位变化进行了模拟。分析了微盘结构参数对传输特性的影响,并基于该物理模型参数研究了温度传感特性。结果表明,当微盘与直波导的间距在一定范围内变化时,输出光谱会发生变化,而输出端口相位变化不大;器件消光比可达30 dB,灵敏度最高为45 pm/℃。与普通微环谐振器相比,微盘具有更高的集成度、品质因数和更宽的自由光谱范围。     

太赫兹介质波导与金属波导模式转换的设计

为实现太赫兹介质波导与金属波导之间模式的转换,设计了一种低损耗、高耦合效率的锥形波导耦合器。通过有限时域差分法（FDTD）对该结构的传输效率进行了仿真优化。仿真结果表明：锥形波导耦合器在170～220 GHz频段,其基模的传输损耗极低;在190～200 GHz频段,其TM基模的传输损耗接近无。该功能器件可以用于集成太赫兹芯片的耦合。     

Y环单元FSS结构参数对频率特性的影响

利用谱域分析法,从Y环单元的臂长、臂宽、缝宽、加载介质的厚度及介电常数等方面,研究了Y环单元频率选择表面(Frequency Selective Surface简称FSS)结构参数对其频率响应特性的影响;采用镀膜和光刻技术制备出了相应的实验件,并在微波暗室进行测试,测试值与计算值基本一致。结果表明:臂长主要影响中心频率,臂长从3.8 mm增大到4.7 mm时,中心频率从11.9 GHz下降到8.9 GHz;单元间距主要影响带宽,单元间距从0.3倍波长增大到0.5倍波长时,-3 dB带宽从3.2 GHz减小到1.0 GHz;臂宽和缝宽在影响中心频率的同时也影响带宽;介质加载主要使中心频率降低,但是中心频率并非随着介质层厚度的增加单调减小;加载介质的厚度和介电常数都影响中心频率,但中心频率对介电常数的变化更为敏感;介质加载也影响中心频率处的功率传输,如果对加载介质进行合理的匹配能改善FSS的传输特性。     

用于雷达回波仿真的小型化微波光纤延迟线

针对高分辨率雷达回波信号仿真对带宽、线性度和延时性能的要求,设计了X波段雷达测试与校准应用的小型化微波光纤延迟线。分析了雷达回波模拟源对距离延迟单元的性能要求,根据系统指标,研制了用于宽带雷达信号线性电光转换的关键器件—直接调制分布反馈(DFB)激光器。基于光纤反射镜,设计与实现了一种小型化的反射式延迟线结构。最后,利用矢量网络分析仪对系统的微波传输性能进行了测试分析。结果表明:直接调制DFB激光器的-3dB模拟调制带宽高达21GHz。基于该激光器的微波光纤延迟线,针对X波段雷达测试应用可提供40、80、120μs不同延时的目标回波模拟,其带内幅度平坦度小于±0.5dB,相位非线性小于10°,同时线性动态范围大于60dB,满足雷达回波仿真与校准过程对于信号附加幅频误差和相频误差的要求。     

全光纤MZI型三信道波长交错滤波器的改进

为改善全光纤三信道波长交错器的输出特性,提出了一种不对称结构的三光纤臂Mach-Zehnder干涉仪(A-MZI),这种光纤干涉仪由一个一字型3×3单模光纤耦合器和一个品字型3×3单模光纤耦合器以及三条光纤干涉臂组成,其中一字型3×3单模光纤耦合器作为输入耦合器,品字型3×3单模光纤耦合器作为输出耦合器。推导了该器件的输出表达式,并进行了数值模拟。模拟结果表明,与常规的全光纤MZI型三信道波长交错器(C-MZI)相比,本文提出的交错滤波器的信道间功率旁瓣降低了约13.6dB,并且具有对器件参数偏差不敏感等优点。用光纤熔融拉锥法实验制作了该器件,实验结果与理论分析吻合得很好,实验样品的信道间功率旁瓣值-34.6dB,插入损耗1.0dB,信道隔离度30dB。     

一种新型的模式复用器

为了进一步提高光纤通信传输容量以及突破单模光纤的容量极限,提出了一种新型的模式复用器结构,该结构可以将单模光纤中的纤芯基模转换为双模光纤中的高阶模。基于耦合模理论,通过MATLAB仿真与计算,证明此复用器的模式转换率可以达到100%,转换带宽为10nm。由于其良好的转换效率和带宽,此复用器装置可以用于模分复用传输系统中来增加光纤通信的传输容量。     

级联Y分支光波导的优化设计

设计了一种适于级联的Y分支结构。因光输入场不对称产生高阶模,且光输入区的畸变而产生的辐射场与导模之间容易发生干涉,这些因素导致Y分支输出不均匀。在输入波导后添加一段起模式过滤作用的窄波导结构,可以在对器件长度及损耗影响很小的情况下,有效滤除高阶模,减小干涉效应,改善器件输出的均匀性。使用该结构设计并优化的1×4分束器,在输入光波长为1.3μm、1.55μm时,器件均匀性可以分别达到0.0191dB和0.0214dB。     

一种基于SIW的阶梯式太赫兹宽带传输线

提出了一种适用于太赫兹频段、长距离传输的阶梯式宽带传输线.将2个基片集成波导(substrate integrated waveguide,SIW)分别置于一个矩形波导两端并分别呈直角转接,整个结构组成一级阶梯形状以实现波导口的空间位置平移.通过在矩形波导两端使用耦合窗的方法完成空气与基片介质之间无模式转换的转接.所提...     

A wideband uniplanar 180-degree hybrid ring coupler

A wideband uniplanar 180-degree hybrid ring coupler implemented in coplanar and slot transmission lines is described. An equivalent circuit of the device is developed. The device is analyzed on a computer and its characteristics are optimized. Experimental results show that the inphase and antiphase power division losses are <1.5 dB and the port-to-port isolation is >20 dB over frequency bands ranging from 4 to 12 GHz. The measured characteristics are in good agreement with the calculated ones.     

双芯光纤马赫-曾德尔干涉仪的温度特性

对适用于温度传感的双芯光纤马赫-曾德尔干涉仪进行了研究,并通过将一根单模双芯光纤熔接在两根单模光纤之间,制得了双芯光纤马赫-曾德尔干涉仪型梳状滤波器.用干涉原理分别分析了该器件传输谱的自由空间谱宽与波长、双芯光纤的长度和两纤芯间的有效折射率差的关系,实验检测了它的温度特性.结果显示,随着温度的升高,该器件的传输谱发生红...     

A novel cylindrical TE(2,1) mode converter

A novel, compact arrangement for Ka-band mode couplers, which convert a rectangular waveguide TE(1,0) to cylindrical waveguide TE(2,1) mode, has been designed, constructed, and tested. The design features a set of longitudinal slots, positioned in regions of negligible current flow for the TE(2,1) mode, allowing its propagation to be preferentially favored, by suppression of the fundamental TE(1,1) mode. Numerical simulations and experimental measurements display good agreement, showing transmission of the intended TE(2,1) mode at levels of better than -5 dB, from a frequency of ～37.5 to 41 GHz. Subsequent farfield measurements confirm the presence of the TE(2,1) mode, demonstrating good agreement when compared with analytical expectations. Such a device would be an ideal candidate for an application where mode purity, bandwidth, and ease of construction are of primary importance and where the transmission efficiency is of limited concern.     

耦合式 MEMS 微波功率传感器的研究

为了从根本上解决在线式微波功率传感器灵敏度、动态范围和微波性能之间的矛盾,本文创新性地设计出一种耦合在 线式 MEMS 微波功率传感器,将微波功率的提取和检测两个过程相互独立。 根据理论解析模型,得到了灵敏度特性与耦合度 的关系,分析对比了耦合度分别为 10% 和 20% 时的微波特性及灵敏度特性差异。 实验结果表明:两种耦合式 MEMS 微波功率 传感器的反射损耗均小于-20 dB,说明具有良好的反射性能;两种耦合式 MEMS 微波功率传感器的插入损耗均大于-1. 5 dB,说 明具有良好的传输性能。 耦合度 10% 的系统灵敏度为 1. 2 mV/ W @ 9 GHz、1. 4 mV/ W @ 10 GHz 和 0. 8 mV/ W @ 11 GHz,耦合 度 20% 的系统灵敏度为 2. 4 mV/ W @ 9 GHz、2. 4 mV/ W @ 10 GHz 和 1. 3 mV/ W @ 11 GHz,并具有良好的线性度。 本文对于 MEMS 微波功率传感器研究具有一定的参考价值。     

非连续线性啁啾取样布拉格光栅型多信道光纤滤波器的设计

介绍了一种基于取样布拉格光纤光栅获得多信道光纤滤波器的方法。通过设计一种非连续阶梯型啁啾取样的布拉格光栅结构,可以分别实现单个信道宽度为50,100和200GHz的光纤滤波器。光纤滤波器的每个信道的宽度几乎完全相同,具有平顶、峭沿和高透射率特点,相邻信道间隔离深度超过28dB,平均插入损失不超过0.1dB,3dB带宽内相位响应起伏在5～30ps。利用介绍的方法制作具有相应非连续线性啁啾系数的全息相位掩模板,易于制作,成本低,重复性好。通过改变相应的光纤光栅参数,可以实现不同信道宽度的,性能稳定、可重复性高的光纤滤波器,在高速光通信系统以及光互连中有着非常好的应用前景。     

小型化波导–微带复合功分网络设计

功分网络是有效载荷的重要组成部分,低驻波比、低损耗和轻小型化是航天器功分网络设计的重点。为实现一种新型高效功分结构,文中研制了一种Ka频段波导–微带复合功分网络,采用高集成一体化结构设计,集成了24通道的功率输出能力,有效降低了功分网络的体积和重量。实测结果显示,在23.4~ 24.59 GHz频带范围内,总口驻波比≤ 1.3,插入损耗≤ 1.6 dB,分口隔离度≥20 dB,且端口一致性良好,实现了一种轻小化、多通道、低损耗的功分网络设计,在星载毫米波功率合成领域的应用前景广阔。     

BaTiO3/铁氧体复合材料的制备及性能

采用传统溶胶-凝胶法和改进的柠檬酸盐溶胶-凝胶法制得了钛酸钡,并对其进行了比较。采用柠檬酸-EDTA的联合络合溶胶-凝胶法制得了针状纳米锶铁氧体磁性微粒,并将钛酸钡和锶铁氧体进行了复合。利用XRD对样品的物相进行分析,利用TEM对样品形貌和粒径进行表征,利用振荡样品磁强计（VSM）对样品进行了磁性能研究,并利用矢量网络分析仪对粉末的电磁波吸收性能进行了表征。结果表明,在2～6GHz范围内,钛酸钡质量分数为30%的复合材料在850℃煅烧2h后吸波性能最佳,最大吸收量为28dB,10dB频带宽度为1.7GHz。