基于FDTD的DGS微带线特性分析

借助时域有限差分法（FDTD）并结合完全匹配层（PML）对多种类型的缺陷地结构（DGS）微带线进行了电磁仿真,分析了其带阻特性和慢波特性,并以哑铃型DGS微带线为例,分析了DGS结构参数改变对微带线带阻特性的影响。仿真结果与相关文献及HFSS软件仿真结果吻合良好,从而验证了该分析方法的有效性和计算的准确性。     

一种新颖的蝴蝶结形缺陷接地结构微带线

提出一种新颖的蝴蝶结形缺陷接地结构(DGS)微带线,分析了该微带线的带阻特性和慢波特性,同时考虑微带线损耗,建立了该微带线的等效电路模型及其参数提取,并分析了蝴蝶结形DGS结构变化对阻带特性的影响,最后将该DGS结构应用于紧凑结构低通滤波器的设计,模拟结果与实验结果吻合较好,验证了所提结构的可靠性。     

Sinα型微带线慢波结构高频特性分析

本文对Sinα型微带线慢波结构高频特性进行了仿真计算,得出了该慢波结构的耦合阻抗随结构变量变化的趋势。针对Sinα型微带线慢波结构耦合阻抗较低的问题进行了结构改进,仿真结果表明改进后结构可以明显提高慢波系统的耦合阻抗值。     

微带DGS低通滤波器的设计

研究了实现DGS(defected ground structure)低通滤波器的方法。DGS滤波器具有很好的慢波、带阻特性,可以有效地改善滤波器特性。利用电路分析法讨论了DGS微带线的等效LC电路及其参数提取。研究了加窗技术在微带缺陷地结构中的应用,仿真表明加窗技术可以有效地改善带内平坦度。制作了相应的实际电路,仿真结果和实验测试结果基本吻合。     

一种新颖的半圆形缺陷地结构微带线

本文提出了一种半圆缺陷地结构(Defected Ground Structure)微带线,该结构比传统的正方形DGS微带线有更好的带阻特性和等效Q值.本文分析了半圆DGS参数变化对带阻特性的影响,建立了该微带线的等效电路模型并提取参数;通过等效电路模型可以看出,半圆DGS微带线的Q值为45,大大优于传统DGS微带线的8.5.最后,本文设计了紧凑结构半圆DGS低通滤波器,由于半圆DGS微带线的高Q值,该滤波器的通带插入损耗小于0.2dB,其测试结果与仿真结果相当吻合,验证了所提结构的可靠性.     

应用史密斯圆图提取慢波微带线特征阻抗方法

慢波微带线的多种不连续性和相邻慢波单元的耦合影响了特征阻抗的准确计算,因此在慢波微带线的设计阶段需要一种手段来提取其特征阻抗。提出一种利用史密斯圆图提取慢波微带线特征阻抗的方法,该方法通过观察慢波微带线的反射系数在史密斯圆图中的图像估计其特征阻抗的大小,并通过反射系数极值计算特征阻抗。以梳状慢波微带线为例检验该方法,特征阻抗的提取结果与利用S参数提取的结果十分接近,从而证明该方法是一种可行的慢波微带线特征阻抗提取方法。     

射频连接器与微带线组件焊接过渡段阻抗补偿研究

射频连接器与微带线组件常用于通信系统电路中,而组件焊接过渡段的阻抗不连续会使电路中的信号损耗增大.针对该问题,本文对射频连接器与微带线组件焊接过渡段进行研究,基于传输线理论,建立焊接过渡段的等效电路模型.讨论了焊接过渡段特征阻抗不连续的原因,同时提出了补偿优化方案.此外,通过电磁场与电路的联合仿真,提取出补偿前后等效电路模型的电参数,从等效电路模型的角度分析了补偿方案对组件过渡段复杂电磁特性的影响.有限元仿真分析与实验测试结果显示,补偿后组件的性能显著提高,证明了补偿方案有效可行.     

适用于Ka波段圆形电子注行波管的半圆形卷绕微带线慢波结构

提出了一种基于开槽介质基底的卷绕微带线慢波结构.由于金属曲折微带线印制在介质基底的半圆形槽中,这种卷绕微带线慢波结构非常适合圆形电子注行波管,从而使得采用这种新型慢波结构的行波管可以利用传统的周期永磁磁场进行聚焦.文章对提出的卷绕微带线慢波结构的色散特性,耦合阻抗,传输特性及注-波互作用进行了分析.和传统的平面微带线慢波结构相比,提出的卷绕微带线慢波结构具有更低的相速、更弱的色散和更高的耦合阻抗,从而使得其适合于低电压、宽频带、小型化的毫米波行波管.将同步电压及直流电流分别设置为6 550 V及0.1 A的情况下,基于该卷绕微带线慢波结构的Ka波段行波管在35 GHz处能够输出42.32 W的功率,对应增益为26.26 dB,且均匀聚焦磁场只需0.4 T.     

适用于Ka波段圆形电子注行波管的半圆形卷绕微带线慢波结构（英文）

提出了一种基于开槽介质基底的卷绕微带线慢波结构.由于金属曲折微带线印制在介质基底的半圆形槽中,这种卷绕微带线慢波结构非常适合圆形电子注行波管,从而使得采用这种新型慢波结构的行波管可以利用传统的周期永磁磁场进行聚焦.文章对提出的卷绕微带线慢波结构的色散特性,耦合阻抗,传输特性及注-波互作用进行了分析.和传统的平面微带线慢波结构相比,提出的卷绕微带线慢波结构具有更低的相速、更弱的色散和更高的耦合阻抗,从而使得其适合于低电压、宽频带、小型化的毫米波行波管.将同步电压及直流电流分别设置为6 550 V及0.1 A的情况下,基于该卷绕微带线慢波结构的Ka波段行波管在35 GHz处能够输出42.32 W的功率,对应增益为26.26 dB,且均匀聚焦磁场只需0.4 T.     

一种微带带通滤波器的ADS设计方法

带通滤波器(BPF)相比于带阻、低通、高通滤波器,是使用最多、最重要且最难设计的一类滤波器。随着近些年计算机性能的提高,波CAD技术的高速发展,高频电磁仿真软件的仿真精度和效率不断提高,在传统的等效电路设计方法的基础上,利用高频电磁仿真软件,提高设计精度,减少微波滤波器的研制设计周期,因此使用CAD软件技术来实现微波滤波器的设计及理论研究具有现实意义。文章对微波滤波器的特性进行分析后,给出了1/4波长微带线射频带通滤波器设计的ADS仿真。     

多口三环CSRR微带低通滤波器的研究与设计

提出一种新型的多口三环CSRR结构,利用CSRR谐振器的单极点低通特性和环与微带线之间的耦合,构成低通滤波器.分析该结构的等效电路模式,指出谐振频率的计算公式.使用HFSS适当优化参数,可以得到性能良好的低通滤波器.其-3 dB截止频率8.76 GHz,通带内插入损耗小于0.3306 dB,通带内回波损耗小于-13.810 2 dB,衰减15 dB以上阻带带宽达到10.31 GHz.为了改善通带内的回波损耗,在微带线两侧加载并联开路枝节.其-3 dB截止频率8.385 GHz,通带内插入损耗小于0.174 7 dB,通带内回波损耗小于-19.707 7 dB,衰减15 dB以上阻带带宽达到10.7 GHz.     

DGS微带线滤波器设计

利用三维场分析法分析了DGS微带线的频率特性，利用电路分析法讨论了DGS微带线的等效LC电路及其参数提取。然后讨论了哑铃的形状、大小、间隙以及介质介电常数对其频率特性的影响。最后给出采用DGS微带线设计的低通滤波器的仿真结果和实验测试结果。     

一种具有双陷波特性的超宽带滤波器设计

针对超宽带(Ultru-wideband,UWB)系统易受窄带信号干扰的问题,文中设计了一种新颖的在5.21GHz和7.95GHz具有双陷波特性的UWB带通滤波器。通过引入互补金属开口谐振环(Complementary Sphit-ring Resonator,CSRR)的方法实现了UWB滤波器的双陷波特性,CSRR结构简单、易于加工、容易与微带平面电路集成.利用仿真软件详细讨论了单环CSRR结构的物理尺寸与滤波器传输特性之间的关系。制作了UWB滤波器实物,测试结果与仿真结果吻合较好,证明了所采用方法的有效性和正确性。     

A design of the low-pass filter using the novel microstrip defectedground structure

A new defected ground structure (DGS) for the microstrip line is proposed in this paper. The proposed DGS unit structure can provide the bandgap characteristic in some frequency bands with only one or more unit lattices. The equivalent circuit for the proposed defected ground unit structure is derived by means of three-dimensional field analysis methods. The equivalent-circuit parameters are extracted by using a simple circuit analysis method. By employing the extracted parameters and circuit analysis theory, the bandgap effect for the provided defected ground unit structure can be explained. By using the derived and extracted equivalent circuit and parameters, the low-pass filters are designed and implemented. The experimental results show excellent agreement with theoretical results and the validity of the modeling method for the proposed defected ground unit structure     

波导式双正-近零媒质加载双频微带天线

提出了一种基于嵌入式弯曲线(EML)和互补金属开口谐振环(CSRR)结构的波导式双正-近零分层 人工媒质,将其加载在微带贴片天线上以实现双频工作特性。理论分析以及仿真和实测结果表明:加载了分层人工 媒质的双频微带天线,两个最低阶谐振模式分别是TM010 和修正型TM020 模式,且该天线在这两个谐振频点上具有比 较一致的边射式辐射特性。本文提出的双频微带天线具有结构紧凑、易于用印刷电路板工艺进行一体化制造的优 点。     

A design of the novel coupled-line bandpass filter using defectedground structure with wide stopband performance

In this paper, a novel three-pole coupled-line bandpass filter with a microstrip configuration is presented. Presented bandpass filters use defected ground structure (DGS) sections to simultaneously realize a resonator and an inverter. The proposed coupled-line bandpass filter provides compact size with low insertion-loss characteristic. Furthermore, a DGS shape for a microstrip line is newly proposed. The proposed DGS unit structure has a resonance characteristic in some frequency band. The proposed coupled-line filter can provide attenuation poles for wide stopband characteristic due to resonance characteristic of DGS. The equivalent circuit for the proposed DGS unit section is described. The equivalent-circuit parameters for DGS are extracted by using a three-dimensional finite-element-method calculation and simple circuit analysis method. A design method for the proposed coupled-line filter is derived based on coupled-line filter theory and the equivalent circuit of the DGS. The experimental results show excellent agreements with theoretical simulation results     

CSRR Loaded Tunable L-Strip Fed Circular Microstrip Antenna

A tunable L-strip fed circular microstrip antenna on thick substrate with CSRR in the ground plane has been analysed and investigated. The antenna is analysed using cavity model and circuit theoretic approach for initial design and then simulated on IE3D simulation software. The antenna is made tunable with PIN diode which makes it to work in different configurations. Two diodes were used to implement a double annular slot, one annular slot and one split slot and CSRR in the ground plane. While other configurations of diodes provide bandwidth and radiation pattern diversity, CSRR provides size reduction of upto 13.31 % along with high gain directivity and radiation efficiency. A maximum gain of 8 dBi, directivity 8.3 dBi has been achieved in the respective band of operations. The antenna exhibits wideband along with multiband characteristic.     

基于印刷电路板的辐射抑制分析

使用矩量法研究印刷电路板上微带线的辐射干扰及其抑制方法。给出微带线辐射效应的模型,并利用数值算法分析单微带线和有屏蔽线的单微带线的辐射功率。仿真结果显示,加入匹配屏蔽线的单微带线辐射功率明显小于未加屏蔽线时的功率。因此,在数字电路的电磁兼容设计中,对强信号线加匹配屏蔽线能有效地降低对外界的辐射干扰。     

PCB上微带线的电磁耦合时域建模分析方法

基于时域有限差分方法和传输线方程,结合高效网格建模技术,文中提出了一种高效的时域建模算 法,它能有效解决微带线的电磁耦合建模问题,实现空间电磁场与微带线瞬态响应的同步计算。首先,结合经验公 式,计算得到微带线的单位长度分布参数,构建适用于微带线电磁耦合分析的传输线方程。然后,采用时域有限差 分(Finite-Difference Time-Domain, FDTD)方法,结合非均匀网格技术和自动网格生成技术,仿真得到微带线激励场, 并在每个时间步进上引入传输线方程获得等效分布源项。最后,对传输线方程使用FDTD 的中心差分格式进行离 散,实现微带线及其端接电路上瞬态响应的迭代求解。为了验证时域建模算法的正确性和高效性,通过自由空间和 屏蔽腔内PCB 上微带线电磁耦合的数值模拟,从计算精度和耗时两方面与传统FDTD 方法的计算结果进行了对比。     

基于DSCSRR带通滤波器设计

为提高带通滤波器的选择特性,文章基于逆开口谐振环(CSRR)的构造思路,首先提出一种菱形逆开口谐振环(DSCSRR),并对其左手特性加以证明;然后详细研究了改变其结构参数对DSCSRR传输特性的影响程度;最后设计了一款基于DSCSRR带通滤波器并对所设计的滤波器进行了实物加工和实验测量,测量结果与仿真结果表明,所设计滤波器的中心频率为4.02GHz,选择特性为170dB/GHz,带内抑制小于15dB。该新型滤波器不仅具有选择特性高,而且具有体积小、设计简单等优点。