一种低通带波纹的EBG带阻滤波器

分析了串联加载的电磁带隙结构(EBG)带阻滤波器的通带波纹,比较了电容、电感和并联谐振加载的影响,设计和制作了一种低通带波纹的EBG带阻滤波器。该结构共有4个周期,通过在微带线的接地面上蚀刻螺旋形结构来实现。滤波器的中心频率为2.44GHz,阻带中心衰减大于50dB,相邻通带内的波纹小于0.29dB。仿真结果与试验结果相吻合,说明了分析和设计的正确性。     

Silicon micromachined EBG resonator and two-pole filter with improved performance characteristics

A novel micromachined resonator at 45 GHz based on a defect in a periodic electromagnetic bandgap structure (EBG) and a two-pole Tchebyshev filter with 1.4% 0.15 dB equiripple bandwidth and 2.3 dB loss employing this resonator are presented in this letter. The periodic bandgap structure is realized on a 400 /spl mu/m thick high-resistivity silicon wafer using deep reactive ion etching techniques. The resonator and filter can be accessed via coplanar waveguide feeds.     

一种适用于高速电路中SSN抑制的紧凑型电磁带隙新结构

该文根据电磁带隙(EBG)结构的带隙形成机理以及共面EBG结构的等效电路,提出了一种适用于高速电路中同步开关噪声(SSN)抑制的紧凑型EBG结构,使用Ansoft HFSS对该结构进行仿真分析。仿真结果表明在抑制深度为-30 dB时,阻带范围为0.6-6.4 GHz,阻带带宽为5.8 GHz,与传统的L-bridge结构相比,阻带带宽增加了1.8 GHz,相对带宽增加了45%,实现了较低的带隙中心频率以及较宽的阻带带宽,并用Ansoft Designer通过时域仿真验证该结构具有较好的信号完整性。     

EBG-Embedded Multiple-Mode Resonator for UWB Bandpass Filter With Improved Upper-Stopband Performance

An electromagnetic bandgap (EBG) embedded multiple-mode resonator (MMR) is proposed to constitute an upper-stopband-improved and size-miniaturized ultra-wideband (UWB) bandpass filter (BPF). This EBG-embedded MMR is studied to relocate its first three resonant modes within the 3.1-10.6GHz passband, whereas placing its 4th resonant mode at the coupling transmission zero of interdigital coupled-lines that drive this MMR at two sides. Meanwhile, the fifth resonant mode is rejected by virtue of the bandstop behavior of the EBG itself. Thus, a modified UWB BPF with widened upper-stopband, sharpened upper rejection skirt and lowered loss in the passband is finally constituted, designed and fabricated. The measured results demonstrate that the insertion loss is lower than 1.0 dB in the passband (4.0-10.6GHz) and higher than 15.0dB in the upper-stopband (12.0 to 20.0GHz) while the group delay variation in the passband is less than 0.2ns     

一种新型多周期平面电磁带隙结构

根据不同周期平面电磁带隙(EBG)结构所具有的不同带隙特性以及平面EBG结构的等效电路,提出一种新型多周期平面EBG结构。通过Ansoft HFSS软件对该EBG结构的电磁带隙特性进行仿真验证。结果表明:所提出的EBG结构抑制深度为-30dB时,阻带范围为0.7~8.4GHz,阻带宽度为7.7GHz.相对于传统大周期和小周期平面EBG结构,其阻带宽度分别增加2.1GHz和1.2GHz.仿真结果也表明新型EBG结构可以有效抑制同步开关噪声(SSN),并为展宽平面EBG结构的禁带带宽提供一种新方法。最后,通过时域仿真验证新结构具有较好的信号完整性。     

一种抑制同步开关噪声的超宽带电磁带隙结构

针对谐振电磁带隙（Electromagnetic Band Gap, EBG）结构带宽比较窄的问题,通过研究EBG的等效电路模型,提出了一种新颖的垂直级联型EBG结构.同时使用Ansoft HFSS软件对所设计的结构进行仿真分析及验证.仿真结果表明：新结构在抑制深度为-40 dB时,阻带范围为0.75～15.7 GHz,具有14.95 GHz噪声抑制的超带宽特性.与同尺寸的传统单过孔Mushroom EBG结构相比,带宽增加3.65 GHz,相对带宽提高32.3 %.新结构为改善EBG结构抑制噪声带宽提供一种理论参考的新方法.     

一种扩展蘑菇型EBG结构阻带带宽的新方法

该文根据蘑菇型电磁带隙(EBG)结构的等效电路原理提出一种插入交指电容的方法,实现扩宽蘑菇型EBG结构阻带宽度,并设计一种T型交指电容EBG结构验证该方法的有效性。-30 dB时该结构相对于蘑菇型EBG结构,阻带下截止频率从0.9 GHz降到290 MHz,带宽从6.1 GHz提高到7.1 GHz。在不改变EBG结构单元面积,并增加交指单元层数和降低单元厚度的情况下,通过仿真验证该方法可有效提高抑制同步开关噪声的能力。     

Coplanar Waveguide Bandpass Filters With Compact Size and Wide Spurious-Free Stopband Using Electromagnetic Bandgap Resonators

This work presents a novel coplanar waveguide (CPW) bandpass filter (BPF) that uses electromagnetic bandgap (EBG) resonators to reduce the size and suppress the harmonic responses. The propagation characteristic of the EBG structure is investigated by its associated equivalent circuit model. Compared with the conventional half-wavelength resonator at 5GHz, the EBG resonator is 60.5 % more compact. Based on the EBG CPW resonators, the inductively-coupled two-pole BPF with 3.8% 3-dB bandwidth and 2-dB insertion loss at 5GHz is implemented. This structure generates a 59.6% reduction in size and suppresses a second harmonic passband when compared with a conventional filter. To eliminate the third harmonic response, the proposed EBG CPW BPF further incorporates two EBG structures into its input and output ports and has the merit of a small circuit area     

低温共烧陶瓷工艺制备EBG定向天线

通过低温共烧陶瓷(LTCC)工艺制备出禁带位于超宽带(UWB)范围的电磁波禁带(EBG)天线陶瓷基板,其电磁波禁带位于4.0~5.5 GHz。在基板上制备了片式天线,在微波暗室中对天线方向性进行测试。结果发现,与没有EBG结构的片式天线相比,其在H面主瓣方向上的增益提高了约4 dB,背瓣方向辐射强度平均降低了10 dB左右,证明EBG结构能够有效改善天线在空间辐射的方向性。     

低温共烧陶瓷工艺制备EBG定向天线

通过低温共烧陶瓷( LTCC)工艺制备出禁带位于超宽带(UWB)范围的电磁波禁带(EBG)天线陶瓷基板,其电磁波禁带位于4.0～5.5 GHz.在基板上制备了片式天线,在微波暗室中对天线方向性进行测试.结果发现,与没有EBG结构的片式天线相比,其在H面主瓣方向上的增益提高了约4dB,背瓣方向辐射强度平均降低了10 dB左右,证明EBG结构能够有效改善天线在空间辐射的方向性.     

基于三种尺寸L-Bridge单元的超宽带电磁带隙结构

通过把3 种不同尺寸的L-bridge 单元进行组合,在多层PCB 板的电源层上,设计了一种新的多周期平面型超宽带电磁带隙(Electromagnetic Band Gap, EBG)结构,可用于抑制数字电路系统中的同步开关噪声(Simultaneous Switching Noise, SSN)。利用HFSS 软件对该EBG 结构进行了建模和仿真,并在仿真基础上制作了电路实物,实测与仿真结果吻合良好。组合结构EBG 比传统L-bridge EBG 的阻带宽度有明显提高,当抑制深度为-40 dB 时,具有从0.8 GHz 到9.5 GHz 的超宽带阻带特性。     

基于复合左右手传输线的2.45 GHz微带天线设计

基于复合左右手传输线基本原理, 提出了电磁带隙结构的双负媒质微带天线设计方法, 并制作了2.45 GHz的微带天线.该微带天线由2个单元的电磁带隙组成, 此电磁带隙结构经过优化采用非均匀结构, 可通过调整贴片尺寸和金属过孔半径来改变电磁带隙结构单元等效电路的并联部分电容和电感, 进而调节天线的谐振频率.设计并制作的微带天线其贴片整体尺寸为53.2 mm×19.8 mm, 在2.45 GHz的回波损耗为-32.6 dB, 方向图近似为8字形方向图, 最大增益为0.72 dB.仿真和测试的回波损耗、方向图符合得很好, 从而验证了这种设计方法的有效性.     

电磁波带隙材料的低温共烧陶瓷技术制备及性能

根据共面紧凑型光子晶体的原理和HFSS仿真结果设计了禁带位于超宽带(UWB,3.1～10.6 GHz)范围的EBG(电磁波带隙)结构,然后采用低温共烧陶瓷(LTCC)工艺制备出了设计的EBG结构。利用光学显微镜和扫描电子显微镜观察了所制EBG结构的微观结构,结果显示烧结体中陶瓷与银电极结合良好。另外,经HP8720ES矢量网络分析仪测试发现其电磁波禁带位于4.0～5.5 GHz,深度大于20 dB。     

一款紧凑增强型可变阻抗电磁带隙结构

基于传统AI-EBG结构,提出了一种小尺寸的增强型电磁带隙结构,实现了从0.5~9.4 GHz的宽频带-40 dB噪声抑制深度,且下截止频率减少到数百MHz,可有效抑制多层PCB板间地弹噪声。文中同时研究了EBG结构在高速电路应用时的信号完整性问题,使用差分信号方案可改善信号完整性。     

A S-Bridged Inductive Electromagnetic Bandgap Power Plane for Suppression of Ground Bounce Noise

In this letter, a novel power plane using an inductive S-bridged electromagnetic bandgap (EBG) is proposed for ultra wideband suppression of the ground bounce noise. The S-shaped bridge detouring unit cells effectively increase the power plane inductance. -30 dB stopband is realized from 220 MHz to 7 GHz. The stopband lower limit (220 MHz) of the proposed EBG has been greatly reduced from that (550 MHz) of L-bridged EBG. It is expected that the number of local decoupling capacitors for the power plane integrity is reduced using the proposed S-bridged EBG without the self resonance effect.     

一种抑制同步开关噪声的新颖电磁带隙结构

电源平面与接地平面间的同步开关噪声是现代高速、高性能数字电路应用的瓶颈之一。文中提出了一种应用于印刷电路板的新颖二维电磁带隙（MS-EBG）结构,其单位晶格由折线缝隙组合与正方形贴片桥接构成,以抑制同步开关噪声。结果表明,抑制深度为-30 dB时,与传统L-bridged EBG结构比较,新EBG结构的阻带宽度增加1.3 GHz,相对带宽提高了约10%,能够有效抑制0.6～5.9 GHz的同步开关噪声。     

Ka 波段EBG 天线阵列的仿真与分析

电磁带隙(EBG)天线是一种可以提高天线辐射口径及增益的新型天线,本文首先以FSS 结构作为EBG 反射面,角 锥喇叭作为辐射源,设计了一种可以工作在29.7-30.2GHz,最大增益为23dB 的EBG 天线;其次,研究了7 个喇叭构成六 边形阵列时的阵列特性;最后,将EBG 天线用作单反射面多波束天线的馈源研究了波束的覆盖特性,结果表明,当波束 大小为1.12°时,多波束天线的峰值增益为44.5dB,边缘交叠电平为40.4dB,载干比大于12dB。证明了这种EBG 天线 具有良好的工作性能,为将来小型化反射面多波束天线的设计提供了一种新的思路。     

Design of EBG Power Distribution Networks With VHF-Band Cutoff Frequency and Small Unit Cell Size for Mixed-Signal Systems

Hybrid electromagnetic bandgap (EBG) power distribution networks (PDNs) with VHF-band cutoff frequency, small unit cell size, and wideband noise suppression characteristics are proposed. Commercial lumped chip inductors are used to implement inductive bridges between neighboring metal patches instead of conventional microstrip lines. A 1D analysis model of the EBG structure is developed to find a mathematical ground for the use of the lumped chip inductors in the EBG PDN designs. From 158 MHz to 4528 MHz a measured stopband bandwidth of 4.37 GHz is achieved with over -60 dB noise suppression levels.     

Metamaterial Superstrate and Electromagnetic Band-Gap Substrate for High Directive Antenna

A high directive planar antenna made from a metamaterial superstrate and an electromagnetic band-gap (EBG) substrate has been investigated. A patch antenna surrounded with EBG structures is used as the radiation source. The CST Microwave Studio is used for the simulation. The results show that the gain of the antenna with metamaterial is 21.6 dB at the operating frequency of 14.6 GHz. Compared with the patch feed with the same aperture size but without the metamaterial superstrate, the performance of the antenna is improved obviously and the gain increases about 12.4 dB.     

高速电路中地弹噪声抑制的研究

研究了高速电路领域中的一类重要的电源完整性问题,即电源地平面之间激发的地弹噪声问题。地 弹噪声的存在严重破坏了电源/ 地平面的完整性,导致供电电压幅度的不稳定,严重之时甚至导致电路的误判。针 对这一问题,设计了一种超宽带电磁带隙结构。实验结果表明,这种电磁带隙结构可以在0. 5 ~5. 5GHz(11 倍频程) 频段内实现优于30dB 的噪声抑制能力。文章还探讨了带隙结构作为电源平面时信号传输的完整性。研究表明,如 果电路工作频率高达GHz 或更高,在电源/ 地平面采用这种带隙结构,可以有效地避免地弹噪声带来的影响,并保证 电源和信号的完整性。