一种Ka波段基片集成波导功率合成器的设计

笔者设计了一种结构简单,容易制造的基片集成波导功率分配器／合成器,该分配器／合成器采用渐变微带线——波导的过渡结构,并且厚度只有1．254mm。通过HFSS仿真软件,设计了一个中心频率为35GHz的Ka频段的功率分配器。仿真结果显示此种结构具有极低的插入损耗和较低的回波损耗。     

基于基片集成波导馈电的Ka波段渐变缝隙天线设计

在被动毫米波 (PMMW) 成像焦平面阵列 (FPA) 馈源的天线中,直线渐变缝隙天线 (LTSA) 相对于传统的喇叭天线、介质棒天线具有其独特的优势。该文优化设计了一种新型的对跖直线渐变缝隙天线 (ALTSA),通过加载超材料结构使天线的增益得到了改善,天线采用基片集成波导 (SIW) 技术进行馈电。通过仿真与测试分析,该天线在较宽的频带内具有良好的阻抗特性、较低的副瓣电平及较高且平稳的增益,所设计的天线具有较小的口径宽度,在焦平面中易于组成较为密集的馈源阵列,以提高被动毫米波成像的空间分辨率。

     

基于基片集成波导的Ka波段毫米波缝隙天线设计

本文总结了由基片集成波导(SIW)设计缝隙天线的一般方法,并设计了一款 8×8 SIW 缝隙天线阵列。 该天线主要由SIW 馈电网络、缝隙阵列和微带线至SIW 转换器三部分构成。 利用泰勒分布函数控制阵列的馈电幅度以及缝隙的偏置距离,从而有效地控制了阵列在方位面和俯仰面的旁瓣电平。 实验结果表明,该天线在 33. 30 GHz ~ 36. 54 GHz 的频带范围内 S11 幅值小于-10 dB,相对带宽为 9. 3%。 天线最大增益为 18. 56 dB,H 面副瓣电平小于-20 dB,E 面副瓣电平小于-18 dB。 该天线剖面低,易于共形,在机载、弹载等场景中有较好的应用前景。     

Ka波段基片集成波导带通滤波器的设计

基片集成波导(SIW)是近年发展起来的一种新型微波传输结构。应用基片集成波导技术,通过实现耦合腔间的正负耦合,设计了应用于毫米波的交叉耦合滤波器。经三维电磁仿真,通带回波损耗大于22 dB,最小插入损耗小于1.5 dB。仿真结果表明该滤波器具有极高的实际应用价值。     

空气填充基片集成波导功分器设计

设计了一款空气填充基片集成波导(SIW)功分器.传统结构的功分器一般采用微带线结构,但在高频段,微带线结构线宽过窄且损耗急剧上升,无法满足系统的要求.本文用上下两层铜板固定中间介质基板,并将一部分基片集成波导中间介质基板挖空,用空气代替介质以减小功分器整体的介质损耗.与传统的微带线结构功分器相比,该功分器具有结构紧凑、...     

基片集成波导功分器仿真设计

为了实现毫米波电路小型化设计,探讨了基片集成波导(SIW)功分器的工作原理,介绍了SIW功分器的设计规则和关键技术,使用HFSS仿真设计并实际制作了一个Ka波段SIW功分器,测试结果表明其在毫米波频段具有良好的性能,且结构简单,易于生产。     

Ka波段基片集成波导窄带带通滤波器设计

该文针对传统滤波器在Ka波段难以同时实现窄带与集成的问题,采用基片集成波导结构(SIW)设计了一款Ka波段平面窄带带通滤波器。该滤波器采用双模圆腔与椭圆腔级联的结构,在上下边带分别产生一个传输零点,具有频率高选择特性。测试结果表明,该滤波器中心频率35 GHz,相对带宽2.85%,插入损耗约为3.4 dB,带内回波损耗大于15 dB,与仿真结果吻合较好,在毫米波系统中具有很好的应用价值。     

8mm基片集成波导环行器的研究与设计

提出了一种设计毫米波环行器的新方式,以进一步缩小器件体积并维持良好性能。具体方案为:通过SIW使器件具有小体积和高功率;通过弧形SIW将传统的Y字型环行器变为准T字型环行器;通过渐变器将SIW过渡到50Ω的标准微带线上,该渐变器可以内嵌到SIW内使器件体积更小。8mm环行器采用高频层压板和圆柱铁氧体进行设计,并通过高频电磁场仿真软件(HFSS)进行验证,得到工作频带内插入损耗小于0.2dB,隔离度大于20dB,回波损耗大于25dB,驻波小于1.2的结果。按设计得到的产品,其性能测试结果和仿真结果基本吻合,但工作频率有所下降。     

Ka波段高效紧凑型功率放大器设计

提出了一种基于波导四路功分/合成器和波导—微带探针过度相结合的空间功率合成方案。使用波导定向耦合器实现双层两路合成器的紧凑连接,提高合成通道间的隔离度,减小合成链路间的耦合干扰。采用四只GaAs MMIC功放芯片,制作出高效率毫米波放大模块,在34GHz～36GHz频率范围内实现连续波15W饱和功率输出,合成效率高于95%,功率附加效率大于20%,在Ka波段实现了高效功率合成和大功率输出。     

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.     

一种紧缩结构的新型毫米波基片集成波导滤波器

提出了一种紧缩结构的新型毫米波基片集成波导(SIW)滤波器,在结构紧缩的同时性能得到了显著改善.在设计的一组SIW毫米波滤波器中,长度从传统滤波器的23.1mm压缩到新型滤波器的12mm.测试结果显示新型滤波器阻带衰减大于54dB,相对于性能相近的传统SIW滤波器改善12dB以上.具有超过50dB衰减的阻带宽度超过9GHz.上边带过渡特性更陡,同时仍保持了传统SIW滤波器所具有的陡峭下边带特性和低损耗特性.     

Ka波段基波回旋行波管放大器的模拟与设计

完成了Ka波段基次谐波TE01模回旋行波管的初步设计,通过PIC模拟计算获得了回旋行波管稳定工作的详细物理图像和参数依赖关系．模拟计算表明,在电子注电压为100kV,电子注电流为20A,工作磁场为1．27T时,放大器可以获得大于450kW的输出功率、50dB增益、大于22．5％的效率和约为5％的带宽．     

一种基于基片集成波导技术的引线键合结构

当前微波毫米波芯片的引线键合主要是在芯片焊盘和微带线之间实施,当工作频率达到毫米波频段,引线键合的性能对键合线属性及微带线加工精度的敏感度越来越高,键合操作中键合线长度的差异或微带线加工的误差都可能导致键合性能的快速恶化。文章提出了一种基于基片集成波导(SIW)的引线键合结构,该结构直接使用SIW与芯片焊盘或其他电路进行键合,对比现有微带键合方案,使用本文提出的基于SIW的键合方案,可以显著减小加工精度的敏感度,同时减少对介质基片的限制等。文章分别设计了无源和有源SIW键合结构,仿真和测试结果表明:基于SIW的键合结构拥有良好的键合性能,相比微带键合结构,降低了传输损耗、降低了对结构尺寸的灵敏度、改善了键合性能。     

基于SOI材料的阵列波导光栅的制作

采用ICP刻蚀的方法,在SOI材料上制作出了中心波长为 1. 5509μm、信道间隔为 200GHz的 5×5阵列波导光栅(AWG).测试中心波长与设计值相差 0. 28nm,测试波长间隔与设计值相差在 0. 02nm之内,相邻信道串扰接近10dB,信道插入损耗均匀性为 0. 7dB,测试结果表明该器件能够初步达到分波功能.     

基于SIW结构的毫米波MEMS滤波器设计

针对5G毫米波无线通信的发展需求,采用硅基单层基片集成波导(SIW)结构设计了一款毫米波滤波器。首先通过理论分析,计算得到滤波器的结构参数。然后使用电磁仿真软件HFSS 对滤波器结构进行仿真与优化,使其满足设计指标要求。设计得到了一个五阶毫米波滤波器,其通带范围24.25~27.5 GHz,相对带宽12.56%,中心频率处插入损耗小于1 dB,带内回波损耗优于-16 dB。最后,使用MEMS工艺将该滤波器加工成实物并进行性能测试,得到尺寸为9.45 mm×4.8 mm×0.4 mm 的滤波器芯片,达到小型化要求。测试结果表明,MEMS毫米波滤波器的仿真结果与测试结果基本保持一致。     

毫米波双通带基片集成波导滤波器设计

提出了一种新型毫米波双通带基片集成波导(SIW)滤波器,该滤波器由双模基片集成波导和双模带线谐振器构成。其中双模带线谐振器嵌入到双模基片集成波导谐振腔中,不占据额外的电路面积,利用双模带线谐振器的TEM模和双模基片集成波导谐振腔的两个简并模式TE102、TE201,可分别形成两个相互独立的通带,因此该滤波器的设计具有很大的灵活性。所设计的双通带滤波器具有三个传输零点,实现了良好的带外抑制和带间隔离度。该双通带滤波器工作于28.4GHz和32.2GHz,3dB带宽分别为2%和3%。最终的测试结果和仿真结果相吻合,证明了该设计方法的可靠性。     

40 GHz Vertical Transition with a Dual‐Mode Cavity for a Low‐Temperature Co‐fired Ceramic Transceiver Module

A new vertical transition between a substrate integrated waveguide in a low‐temperature co‐fired ceramic substrate and an air‐filled standard waveguide is proposed in this paper. A rectangular cavity resonator with closely spaced metallic vias is designed to connect the substrate integrated waveguide to the standard air‐filled waveguide. Physical characteristics of an air‐filled WR‐22 to WR‐22 transition are compared with those of the proposed transition. Simulation and experiment demonstrate that the proposed transition shows a ?1.3 dB insertion loss and 6.2 GHz bandwidth with a 10 dB return loss for the back‐to‐back module. A 40 GHz low‐temperature co‐fired ceramic module with the proposed vertical transition is also implemented. The implemented module is very compact, measuring 57 mm × 28 mm × 3.3 mm.     

一种新颖的基于MEMS技术的光读出热成像系统性能分析与制作

提出了一种新颖的光读出红外热成像系统设计 .该系统利用光学读出技术将红外图像直接转化为可见光图像 ,其核心部件是一个基于微电子机械技术 (MEMS)制作的法布里 泊罗 (Fabry Perot)微腔红外探测器列阵 (F PMCIRDA) .通过对Au/SiNx双材料体系的理论分析 ,得出了可动微镜的最大热 机械灵敏度、机械 光灵敏度及其温度响应分别为 6 .4 7× 10 -9m/K、1.5 3× 10 8m-1、2 .0 5× 10 -4.对系统噪声分析表明 :在目前的设计中 ,系统的噪声等效温差 (NETD)为 5 .1K ,而其极限值有望达到 5 8mK .采用体硅MEMS工艺 ,制作出了 5 0× 5 0的Fabry Perot微腔列阵 .实验表明 ,在红外辐射作用下 ,可动微镜有明显的位移 ,验证了工作原理     

双色中波红外图像的分割支持度变换融合

提出了基于形态学分割和支持度变换的双色中波红外图像的融合方法.通过腐蚀膨胀操作、加权叠加实现两幅细分波段图像的局部处理,消除了第一细分波段图像的太阳照射饱和区,然后利用支持度变换对图像进行融合,将两幅图像的细节信息综合起来,使图像更清晰.实验结果表明:同小波包变换融合方法相比,经本文算法融合后的图像有效消除了太阳照射造成的饱和区,太阳影响参数降低了60.05%,局部标准偏差和局部粗糙度分别增加了2.59%和3.39%,处理时间缩短了66.77%,证明了融合方法的有效性.