宽带锥形缝隙微带天线的研究与设计

根据微波暗室中天线近场测量系统的需要,基于槽线及微带线理论,对宽带锥形缝隙微带天线的阻抗特性进行了研究,设计了一副频率范围为1～2.8 GHz的宽带锥形缝隙微带天线,并利用高频结构仿真软件HFSS对所设计天线的的几何结构进行了优化,计算了天线的驻波比,方向图等重要的电性能参数。仿真结果表明该天线在整个工作频段内增益高,方向性好,阻抗带宽达95%,完全具备宽带天线的特性。加工成型后可用在宽频带测量系统中作为标准的接收天线。     

Ka波段低剖面宽频带平板缝隙天线研究

针对传统平板缝隙天线带宽窄,以及常用宽带平板缝隙天线腔体分层数多,剖面高的缺点,设计了一种新型低剖面宽带平板缝隙天线。该设计对传统方案的辐射单元与馈电网络均进行了改进,增加了缝隙间距的同时,通过合理增加调配块达到宽带良好匹配的效果。缝隙间距的增大,使馈电网络同层化设计得以实现,从而降减少了天线分层数,降低了天线剖面。本文对新型平板天线进行了HFSS仿真优化,仿真结果表明,该新型平板缝隙天线相对带宽可达到15%、分层只有2层,具有宽频带、分层少、剖面低的优点,该新型平板缝隙天线可以作为未来平板缝隙天线主要方案。     

一种多环路宽带微波频率合成器设计

针对复杂频率源的频率分辨率、相位噪声等指标难以同时兼顾的问题,采用多个锁相环组成了多环路结构,利用每一个环路的特点,使频率源输出较好地解决了上述问题。首先对锁相环的基本原理及噪声特性进行了分析,然后依据项目要求给出了包含参考环、高纯环、小数环及YTO环的多环路设计方案,并分别对其中每个环路的设计要点及所起的作用进行了论述。最后通过性能测试,验证了该方案的可行性及先进性,成功实现了宽频带、低相噪及高分辨率等指标,达到了预期的目标。     

单馈点圆极化GPS微带天线的设计

文中提出单馈点圆极化GPS微带天线的设计方法。基于空腔模型理论,用内环开槽的圆环形微带天线结构实现了GPS天线的圆极化设计。实验结果表明天线工作在1·57GHz,相对阻抗带宽为6·9%(VSWR≤2),轴比特性良好。因此本文提出的设计圆极化GPS天线的方法是可行的.     

3～40 GHz宽带双平衡混频设计与分析

双平衡混频器具有宽频带、高隔离度等优点,因而具有广阔的应用前景。设计了一种40GHz双平衡混频器,介绍了双平衡混频器设计原理和关键技术的解决方案。基波双平衡混频器利用微波薄膜混合集成电路工艺,在3～40GHz范围内实现宽频带输出,具有较低的变频损耗,并具有较好的本振-射频、本振-中频隔离度,在实际工程中可作为上、下变频器使用。     

一种宽频带RFID阅读器天线的设计

UHF RFID标签在密集布放环境下,会由于标签天线间的互相影响,使工作频率发生偏移,造成系统漏读.因而本文设计了一款新型的圆极化阅读器天线,该天线工作在UHF频段,具有小型化、高增益、宽频带的特点.其中主辐射圆形贴片通过4个探针与微带匹配网络上下相连,匹配网络的引入提高了天线的圆极化轴比和工作带宽.仿真结果表明,该天线在UHF频段的阻抗带宽和3 dB轴比带宽分别为13％和5％,增益高达9.4 dBi.在空旷的环境下,对密集布放的多个RFID标签进行读取测试.实验表明,运用宽频带的RFID阅读器天线可以有效地提高标签的读取率.     

1～8 GHz宽频带微波放大器的设计

基于行波式和负反馈相结合的混合式宽带微波放大器电路结构,使用无封装GaAs PHEMT管芯,完成了1~8GHz微波宽频带放大器的研制。根据有耗匹配理论优化设计了放大器的输入输出匹配电路,以获取电路最佳宽带特性,并由器件模型等效参数对放大器进行了小信号仿真。研制的放大器在直流偏置为9V,电流为110mA的情况下,工作频带内测试的结果为:P-1为18dBm,增益波动为±1.0dB,带内VSWR<2.8,与仿真结果吻合较好,表明电路方案可行,可完全满足相关系统需要。     

宽带微带天线阵的研究与设计

微带天线具有轻的重量、较小的体积及散射截面等特点,可设计为无线电高度表的天线。采用组阵的方式把矩形贴片单元组成宽频带,高增益的阵列天线,增加基板厚度扩展频带,良好的多枝节阻抗匹配获得较大增益。应用此结构设计四元微带天线阵,中心频率为4．3 GHz ,带宽BW＞200 M Hz ,采用等幅并联馈电的方式,通过 HFSS进行仿真优化,仿真结果显示驻波比小于2,最大增益为11．3 dB ,3 dB波束宽度约为46°。实测结果为：驻波比小于2频带扩展到4．08～4．52 GHz ,最大增益为10．33 dB ,达到设计要求。该天线阵简单的结构,良好的特性可运用到小型飞行器高度表系统中。     

瞬变 / 谐变一体化的大地电磁收发线圈设计

采用瞬变电磁法和谐变电磁法仪器观测地下空间数据并进行融合处理,能够提高探测成像能力,然而现有的瞬变电磁法和谐变电磁法仪器独立成套,必须配置多套仪器分次采集。设计了一种可满足瞬变/谐变两种模式使用的小型、大带宽、高灵敏度大地电磁收发线圈,为便携、浅层高分辨的瞬变/谐变一体化电磁探测系统开发奠定基础。首先,建立了空心线圈传感器等效电路模型,分析了线圈传感器的灵敏度和噪声特性,制作的传感器经过测试表明,在1 125 Hz处,灵敏度为23.12 mV/nT,等效磁噪声9.27 pT/√Hz,传感器带宽1 Hz～100 kHz;然后,通过公式和有限元软件对传感线圈偏心放置时收发耦合进行了计算,确定了收发线圈组合的最佳耦合位置,计算和仿真结果与实际位置分别相差0.21%和0.17%,有效对消了发射磁场(一次场)。构建了时间域和频率域电磁法探测系统,测试表明,设计的瞬变/谐变一体化收发线圈能够满足时间域和频率域电磁法两种探测模式使用。     

145GHz同轴连接器的设计与实现

145 GHz同轴连接器频带范围宽,阻抗匹配设计难度大.针对145 GHz同轴连接器的设计难点,本文采用理论分析和软件仿真相结合的方法进行145 GHz同轴连接器的设计,重点对影响连接器性能的介质支撑、内导体间隙、内导体开槽、根部圆角等几个关键因素进行了分析,在分析的基础上完成145 GHz同轴连接器的设计.实测结果表...     

级联微带线宽频带90°Lange耦合器设计

随着科技日新月异的发展,电路的集成性越来越高.为实现小型化且更具稳定性的耦合器,选取有较宽工作带宽、较小体积、且易于集成和实现的Lange耦合器结构.采用Lange耦合器级联的方式,实现更紧密的耦合关系,从而在减小耦合器尺寸的情况下,实现更宽的工作频率.通过软件的联合仿真,对比单级和级联的Lange耦合器的传输性能,设计一款可应用于1.3～3 GHz的级联微带线宽频带90°Lange耦合器.结果表明,该级联的Lange耦合器具有稳定的相位差和较小的回波损耗,尺寸约19.26 mm×28 mm,可直接应用在微波天线中.     

一种应用于近场测试系统的小型化超宽带Vivaldi天线设计

设计了覆盖范围在2.5~11GHz的小型化超宽带Vivaldi天线,该天线用于微波暗室天线近场测试系统。采用在天线两侧开栅栏和尾部加抗流栅栏的方法,将电磁辐射能量集中到缝隙开口的方向,改善了天线的辐射特性,提高了天线的增益,并且天线的尺寸为62.5mm×46mm×1.5mm,实现了小型化。通过仿真软件HFSS对所设计天线进行定量分析,计算了天线的回波损耗、驻波比、方向图等电性能参数,仿真结果满足天线近场测试系统标准接收天线的要求。     

定子开口槽相对槽宽(bs1/t1)设计参数分析

根据电机气隙磁密、齿磁密等分布的相对合理性,以及电机铁心体积最小及定子槽中铜耗、齿部基本铁耗以及附加铁耗的总和最小的原则,分析定子开口槽相对槽宽bs1/t1的合理范围.     

一种宽频带微电流传感器的设计

为测量陡脉冲小信号,经磁芯选择、参数优化研制了一种罗科夫斯基线圈宽带微电流传感器。测试表明其线性度好、回差变化小、阶跃响应时间快,带宽396 kHz~120 MHz,灵敏度3.27 V/A,适于陡脉冲小信号测量。     

基于Ansys的低电感叠层母排设计

针对功率开关关断过电压和EMI危害,本文从减小回路杂散电感出发,阐述了叠层母排在功率变换器中应用优势及数学模型。然后,基于电磁场理论,提出回路面积最小化无感母排设计原则,并进行H桥逆变器叠层母排结构设计。最后,Ansys有限元仿真结果表明了设计方法的合理性。     

复合式动能采集器的多自由度宽频带设计优化

提出了一种多自由度宽频带压电 磁电复合式动能采集器,该动能采集器可以在多方向采集动能,有效地工作于较宽的频带,且可以同时以压电和磁电方式收集动能,大大提高了动能采集效率。介绍了复合式动能采集器的结构;分析和优化了采集器的拾振系统,从理论上验证了采集器的多自由度和宽频带的特性;介绍了磁电换能系统。研究结果表明,采集器在不同的工作频率下出现了两个振动峰值,验证了采集器的宽频带动能采集特性。通过实验测试进一步得出,与压电或磁电换能系统各自的输出性能相比,压电 磁电复合式换能系统的总体输出性能有所提高。     

集成滤波特性的宽带滤波-功率放大器

为满足现代无线通信系统向宽频带、集成化、低成本和高性能方向发展的需求. 基于协同设计理论,利用自研的 RF-LDMOS 器件设计了一款集成滤波特性的宽带滤波功率放大器。 设计“T 型”结构的预匹配网络以扩大晶体管阻抗值,同时集成 枝节负载耦合线构成宽带滤波网络。 连续波测试结果表明在 1. 2 ~ 2. 6 GHz 频带内饱和输出功率均大于 40 dBm, 漏极效率大 于 45%, 增益约为 11. 5 dB, 对二次谐波的抑制能力达到- 62 dBc。 当平均输出功率为 32. 5 dBm, ACPR 在频带内均优于 -37 dBc。 本设计使功放兼具放大和滤波的作用,提高电路集成度的同时相对带宽拓展到了 74%, 符合当今无线通信系统的 需求。     

基于SIW的宽频带喇叭天线设计

设计了一款具有宽频带高前后比的基片集成波导H面喇叭天线。该天线通过在基片集成波导喇叭的口径前端加载半圆形介质基片和半圆形金属片结构,实现了天线阻抗带宽的展宽及天线前后比的提高,此时天线整体尺寸为16λ×32λ mm。仿真结果表明,天线S11＜-10 dB的频率范围为228～282 GHz,相对带宽达到21%;在23～26 GHz的频率范围内,天线前后比始终大于13 dB,天线最大增益能够达到122 dB,且在较宽频率范围内天线增益保持稳定。相较于其他基片集成波导喇叭天线,该天线结构更加简单,具有更好的带宽、增益及前后比。     

基于DDR型独立通道式能信耦合线圈设计

为减小能量信息传输的相互干扰,此处设计了一种独立通道式能信耦合方案,能量传输磁耦合线圈基于DD线圈,信息传输磁耦合线圈基于独立双匝矩形线圈以实现磁场解耦,减小串扰。DD线圈抗偏移性能好;双匝矩形线圈体积小、高频特性稳定、谐振回路设计简单。通过Ansys有限元仿真软件进行DDR耦合线圈仿真设计,分析了线圈参数对线圈性能的影响,对信息回路进行设计以实现数据的完整快速传输。最后搭建实验平台实现了在传输距离为15 cm的情况下,功率传输效率为92%,输出功率为5 kW的大功率实验。