Design and Realization of a Novel Compact Electromagnetic Band-Gap Structure

Abstract--A novel compact electromagnetic bandgap （EBG） structure constructed by etching two reverse split rings （RSRs） and inserting interleaving edge （IE） on the patch of conventional mushroom-like EBG （CML-EBG） is investigated. Simulated dispersion diagrams show that the proposed EBG structure presents a 13.6% size reduction in the center frequency of the bandgap. Two comparisons have been carried out for the analysis of the effect of the RSRs and IE configuration. Then, a sample of this novel EBG is fabricated and tested, further experimental data agree well with the simulated results. Thus, this EBG structure makes a good candidate to decrease mutual coupling in compact microstrip patch array.     

一种新型紧凑宽带平面电磁带隙结构

针对一般谐振型电磁带隙结构相对带宽比较窄的特点,依据电磁带隙结构带隙形成机理和等效电路分析模型,该文提出了一种基于低介电常数低成本基底的紧凑宽带平面电磁带隙结构。实验结果表明,新结构具有54.1%的相对带宽,相比文献结构有超过100%的相对带宽改善,并且中心频率降低了25.2%,达到了实现紧凑宽带UC-EBG结构的目的。     

一种新颖的具有带隙结构的误差放大器设计

电源电压过低时,开关电源转换器中的带隙基准源及误差放大器不能正常工作,针对这一问题提出了一款低电压具有带隙结构的误差放大器.本文阐述了该结构的工作原理,并对整体结构进行分析.采用0.8 tan BiCMOS工艺,在1.4 V的电源电压下,通过HSPICE进行前仿真验证,得到其开环增益为63.4 dB,电源抑制比为106.4 dB.     

一种新型紧凑电磁带隙结构

设计了一种新型叉状电磁带隙结构(简称EBG)。该型EBG结构与传统的蘑菇状EBG结构相比尺寸减小近40%。在不改变周期的情况下,通过调整伸长窄带长度可以改变带隙特性频率。测量结果显示,新型EBG结构在宽频带内具有良好的阻带特性。用在微波集成电路中,可以减小电路尺寸和抑制阻带内波纹。     

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。     

一种具有超宽禁带的S-CSRR新型电磁带隙结构

研究了高速电路领域电源/ 地平面之间的电源完整性问题,并设计出在电源地平面之间加载的一种新型“S”形互补开口谐振环(S鄄CSRR)电磁带隙结构,用以有效阻止同时开关噪声在电源分配网络上的传播。以抑制深度-30 dB 为标准,能够得到高达9 GHz 的超宽禁带,明显优于传统的“L”桥型电磁带隙结构。在电磁干扰方面,空间辐射电场的实验结果显示,在部分频段,该新型电磁带隙结构相比无电磁带隙结构的参考板具有更低的电磁干扰。此外,文章还探讨了该电磁带隙结构作为电源平面时的信号完整性问题。研究表明,在这种结构上采用差分线传输信号,对信号完整性的影响较小。     

紧凑型电磁带隙结构在短路微带天线中的应用

该文提出一种带有紧凑型电磁带隙结构的短路微带天线,并与相同尺寸的普通短路微带天线作比较。测试结果表明该电磁带隙结构天线在增益上增加了3dB, 面的交叉极化有了明显的改善。同时也证明了设计具有同样谐振频率的电磁带隙结构单元,使用这种紧凑型结构的单元边长尺寸仅为普通结构的5060％左右。这对最终实现电磁带隙结构微带相控阵天线具有重要意义。     

Design of Novel Compact Electromagnetic Bandgap Structures with Enhanced Bandwidth

Two kinds of compact electromagnetic band gap （EBG） structures are designed. A two layer compact EBG structure configured with cross spiral shape line inductors and interdigital capacitors is first presented. Because of its significantly enlarged equivalent inductor and capacitance, the period of the lattice is approximately 4.5% of the free space wavelength. By insetting several narrow slits in the ground plane, the bandwidth of the main bandgap is enhanced by nearly 19%. Further effort has been made for designing a three layer compact EBG structure. Simulation results show that its period is reduced by about 26% compared to that of proposed two layer EBG structure, and the bandwidth of the main bandgap is about 3 times as that of the proposed two layer EBG structure. The detailed designs including a two layer compact 3×7 EBG array with and without defect ground plane and the three layer EBG array are given and simulation results are presented.     

平面型金属-电介质光子带隙结构的表面电磁波传输特性

研究了一种平面型金属—电介质光子带隙结构的表面电磁波传输特性。该材料利用常规的印刷电路板技术制作．其金属单元的平面斑图(pattern)分别为六角形和方形两种，空间层状结构为二层与三层两种。在1—20GHz范围内对TE表面波传输情况进行了测试，观察到了TE表面波的能隙结构。不同结构的测试结果表明，三层结构的材料具有较低的禁带中心频率。用局域电感—电容模型定型解释了本文的实验结果。     

一种改进型BiCMOS带隙基准源的仿真设计

依据带隙基准原理,设计了一种基于90 nm BiCMOS工艺的改进型带隙基准源电路.该电路设置运算跨导放大器以实现低压工作,用共源-共栅MOS管提高电路的电源抑制比,并加设了新颖的启动电路.HSPICE仿真结果表明,在低于1.1 V的电源电压下,所设计的电路能稳定地工作,输出稳定的基准电压约为610 mV;在电源电压V_(DD)为1.2 v、温度27℃、频率为10 kHz以下时,电源噪声抑制比约为-45 dB;当温度为-40～120℃时,电路的温度系数约为11 × 10~(-6)℃,因此该基准源具有低工作电压、高电源抑制比、低温度系数等性能优势.     

一种结构新颖的小型化微带分支线定向耦合器

提出一种通过小型化而制作出的具有新型结构的微带分支线定向耦合器,其中小型化运用了将传统的传输线等效为传输线两端接终端开路线达到缩短目的,得到的主线与分支线之间的终端开路线可继而等效为传输线两边接短截线形式以避免终端开路线的重叠,从而最终得到一种新的结构。与传统耦合器相比面积缩小了64%。通过理论计算得到的频率特性与ADS仿真得到的频率特性基本一致,从而验证了可行性。     

新型小尺寸三陷波超宽带天线的设计

设计了一种紧凑的具有三陷波特性的超宽带天线。天线采用渐变微带线馈电,并通过矩形加半圆的辐射单元和半圆形地板来实现超宽带。通过在辐射单元上刻蚀对称的L形槽和圆环形槽,来实现在WLAN/WiMAX的陷波特性;在渐变微带馈线两侧增加对称的C形谐振器来达到在X频段的陷波特性。实验结果表明,天线在2.68~13GHz频段内电压驻波比小于2,同时在3.1~3.8GHz,5~5.9GHz,7.25~7.85GHz频段内有陷波抑制作用,且具有良好的辐射特性。天线具有较小的几何尺寸,仅为20mm×30mm。     

用于WLAN的双频天线的设计与实现

提出了一种应用于无线局域网（WLAN）的新型双频天线。该天线采用微带线馈电的方法,其辐射面呈阶梯形,接地面为＂工＂型宽缝结构,可以覆盖IEEE802.11a/b/g（2.4～2.484GHz,5.15～5.825GHz）频段标准。其回波损耗小于10dB的阻抗带宽在2.4GHz频段可达160MHz（2.4～2.56GHz）,在5GHz频段的可达1.32GHz（5.05～6.37GHz）。整个天线在42mm×52mm、介电常数为4.5、厚度为1.5mm的FR4介质基片上实现。结果表明,该天线具有十分良好的应用潜质。     

基于缺陷地结构的小型宽带天线设计

该文介绍了一种使用缺陷地结构的小型化超宽带天线,其尺寸为29 mm×31.5 mm×1.6 mm,该天线采用正六边形金属贴片作为天线辐射贴片。通过在介质板上引入开口谐振环,产生了新的工作谐振频段,并进一步拓宽了天线的工作频段。通过在辐射贴片上加载"十字形"分支结构,使电流路径改变,从而改善天线的宽带辐射特性。测试结果表明,该天线反射系数<-10 dB的频段为3.0～19.3 GHz。     

一种新型的超宽频天线的设计

提出了一种微带馈电的新型超宽频的天线,该天线印刷在覆铜介质基板上,介质基板尺寸为30.0 mm×35.0 mm×1.6 mm,材料是介电常数为4.4的FR4介质,利用仿真软件HFSS对天线参数进行仿真和优化.通过在微带面上开缝,可实现天线频带宽度(回波损耗S11＜-10 dB)2.6～11.5 GHz,相对带宽达126％.结果表明,该设计天线不仅满足超宽带要求,且结构简单,体积小,适合在超宽带天线(UWB)通信中应用.     

一种小型多频微带天线的分析与设计

针对普通微带天线在低频端辐射板尺寸较大的缺点,设计了一种新型的小型微带天线结构.通过在普通微带天线辐射板周围加载寄生贴片,并在寄生贴片上进行馈电的方法,有效延长了辐射板上的电流路径,从而减小了天线的谐振频率,达到了天线小型化设计的目的,同时,加载的寄生贴片也产生了新的电流路径,获得了天线的多频工作特性.仿真结果表明,当...     

一种新颖的S型宽阻带电磁带隙低通滤波器

提出了一种新颖的具有S型几何结构的小型宽阻带电磁带隙微带低通滤波器。通过把微带线弯绕成S型曲线形状,缩减了电磁带隙微带低通滤波器尺寸,而且同时获得了宽阻带。通过采用双面的几何结构,并采用补偿线和渐变加窗技术对地面缺陷进行调节,使所提出的低通滤波器获得了低插损,而且使阻带宽度进一步加宽。对所提出结构作了加工并进行了实物测量,测量结果表明,所设计滤波器的通带反射损耗的最大旁瓣幅度为-22 dB,阻带(S21<-20 dB)宽度为9.2 GHz,而其面积仅为36 mm×20 mm=720 mm2。     

雷达电源结构的电磁兼容性设计

介绍雷达电源结构设计中电磁兼容性的经验和有关的一些考虑.     

双频圆极化微带天线小型化设计

研究了一种单馈条件下双频圆极化微带天线的设计方法,通过开槽的方式实现了小型化,采用辐射边加载实现了阻抗带宽的展宽,采用电磁仿真软件HFSS进行了仿真,得到了天线的VSWR、AR以及增益等指标,对这些指标进行分析后,证明了该天线设计方法的可行性与正确性。     

一种新型电磁屏蔽复合涂料的研制

以镀锡镍硅酸钙镁矿物晶须与镍粉为复合填料,以环氧树脂作为粘结剂,按照涂料制备的方法,研制了一种新型电磁波屏蔽复合材料——镀锡镍硅酸钙镁矿物晶须／镍粉／环氧树脂电磁波屏蔽复合材料,并介绍了其主要特点及市场前景。测试结果表明：在300kHz～1．5GHz范围内,其屏蔽效能为37．197～46．139dB。