不对称分支线耦合器—阻抗变换器的优化设计

本文介绍不对称微带分支线耦合器-阻抗变换器的优化设计方法,给出了节数为2、3、4的优化结果及其与综合法结果的性能比较.     

机电液耦合器单向流固耦合分析

针对机电液耦合器流固耦合分析对结构设计和后续材料选取的重要性,本文分析了机电液耦合器的结构和工作原理,建立了流固耦合数学模型,形成机电液耦合器的单向流固耦合分析方法.在Workbench中的Design Modeler提取斜盘式柱塞泵的流体域,通过Fluent软件进行瞬态和稳态流场仿真分析,并利用Static Stru...     

一种磁电可调双通带滤波器

该文结合耦合带滤波器的微波传输原理和铁氧体/压电层合磁电材料的铁磁共振效应,设计了一款应用在2-10GHz频段范围的磁电双可调双通带滤波器.分析了其工作机理,通过HFSS平台进行模拟仿真,结果表明滤波器通带部分的插入损耗约为-3dB,阻带部分最大插入损耗达到-20dB,同时验证了其磁电可调的有效性.     

二维光子晶体耦合器耦合特性分析

基于平面波展开法计算了光子晶体能带结构和带隙分布图,利用FDTD对具有四方晶格的光子晶体耦合器的传输特性进行了研究,讨论耦合作用长度和耦合臂间距对耦合比的影响,并给出传输场分布.研究结果显示,光子晶体可以实现耦合器的功能,耦合作用长度比耦合臂间距对耦合特性影响大,耦合臂间距达到一定程度则不会发生耦合.适当的设计耦合器耦合作用长度和耦合臂间距可以实现任意分光比的光耦合器,这些对于研究光子晶体器件和光子集成回路具有一定的参考价值.     

涡旋压缩机型线耦合机理动态性研究

在涡旋型线设计研究中,研究了涡旋型线的特征几何特性和暂啮合区域所对应暂啮合角之间的耦合机理,针对涡旋压缩机型线固有耦合机理的动态特性,提出了涡旋型线暂啮合角的概念,研究了涡旋型线啮合点速度突变及其加速度突变特性,研究了涡旋压缩机型线耦合机理的动态性,通过其动态特性分析证明了涡旋型线耦合机理理论的正确性.当涡旋型线特征几何边数减小时,曲率半径变化随之变大,速度突变大,运转不平稳,振动与能量损失变大,当涡旋型线特征几何边数增加时,曲率半径变化随之变小,速度突变相应随之变小,涡旋压缩机运转趋于平稳,振动和能量损失变小,最终推出结论当涡旋型线的特征几何边数达到无穷边数即圆渐开线时,运转最平稳,振动与能量损失最小.     

带有方形切角和正交槽线的带通滤波器设计

设计了一种带有两个方形切角和相互正交槽线的平面双模带通滤波器,并进行了仿真研究和分析.该滤波器在中心频率2.04 GHz处,最小插入损耗达到0.09 dB,通带内在2.01～2.14 GHz之间回波损耗大于10 dB,在2.00～2.14 CHz之间插入损耗小于1 dB,3 dB相对带宽为9.31%.通带两侧在1.82...     

大跨越输电塔线体系气弹模型风洞试验

针对大跨越输电塔线耦合体系的风振响应问题，以规划中的世界第一高塔--某大跨越输电塔线工程为原型，采用离散刚度法设计制作了塔线体系的气弹模型，并在紊流风场中进行了多个风向角、多个风速下的单塔和塔线体系气弹模型风洞试验.试验结果表明，输电塔的响应可以分解为共振响应与背景响应.通过分析塔线耦合作用对输电塔2部分分量的影响，揭示了塔线体系的风振响应特性.塔线体系与单塔相比，由于阻尼的增加导致共振响应有所降低，而迎风面积的增大使得背景响应有较大幅度的提高.分析塔线体系总的风振响应必须同时考虑塔线耦合作用对2部分分量的影响.     

基于耦合传输线的宽上通带窄带带阻滤波器设计

微波系统中常常采用窄带带阻滤波器抑制高功率发射机的非线性谐波输出和带通滤波器的寄生通带, 其设计难点主要是如何消除其中心频率f0的三倍(3f0)频处的寄生阻带问题. 该文通过在平行耦合传输线滤波节开路端采用加载电容的方式, 有效解决了基于平行耦合传输线的窄带带阻滤波器在上通带3f0处具有寄生阻带的问题, 展宽了该类带阻滤波器的上通带带宽, 拓宽了其适用范围. 采用该方法, 研制了一个中心频率在5.3GHz的窄带带阻滤波器, 实测结果表明, 该带阻滤波器具有良好的上通带带宽.     

薄膜铌酸锂反向锥形端面耦合器

薄膜铌酸锂波导与单模光纤在模场尺寸上存在很大差异,模场失配严重,导致两者直接耦合的效率低下。针对薄膜铌酸锂波导与超高数值孔径(ultra-high numerical aperture, UHNA)光纤的端面耦合问题,基于时域有限差分(finite difference time domain, FDTD)法优化设计了反向锥形端面耦合器的结构参数,仿真实现了薄膜铌酸锂矩形波导与UHNA光纤的高效耦合。利用电子束曝光、电感耦合等离子体刻蚀等工艺,制备了反向锥形耦合器,设计并建立了端面耦合测试平台,完成了反向锥形耦合器的性能测试。实验结果表明,反向锥形耦合器近场输出光斑在水平和垂直方向的模场直径分别为3.3和3.6μm,水平和垂直方向的3 dB对准容差分别为3.0和3.2μm,单端插入损耗为6.24 dB/面,表明设计制作的反向锥形耦合器具有较好的耦合性能。该研究为大容量、高速率的集成光子器件与光纤之间的耦合提供了高耦合效率的光接口方案。     

新颖高温超导紧凑型双CT结构带通滤波器

设计了一种新颖的平面单螺旋菱形谐振器,采用平面单螺旋菱形谐振器设计滤波器时易于构成无交叉耦合线的紧凑型CT单元。利用CT单元在通带边缘产生传输零点,提高滤波器的边带抑制性能,实现滤波器整体结构的小型化设计,整个电路在视觉上具有立体感的美观效果。结合自拟的带通滤波器耦合矩阵,在面积为13.5 mm×3.8 mm、厚度为0.5 mm、介电常数为24.1的YBCO/LaAlO₃/YBCO双面高温超导薄膜上,设计了通带为2 850~3 000 MHz的六阶新颖高温超导紧凑型双CT结构带通滤波器,该结构的带通滤波器可以实现两个传输零点、边带抑制度大于45 dB/MHz;同时二倍频通带在6 GHz处,实现了宽阻带。实物测试结果与理论设计能很好地吻合。     

一种新型多模三通带滤波器

提出了一种基于多模谐振器的新型三通带滤波器.该滤波器由一个多模谐振器和一对馈线构成,多模谐振器结构具有对称性.利用奇偶模理论分析了该结构的谐振特性.该结构6个谐振模式的频率都可以由对应的物理尺寸自由调节;所有谐振模式的等效电路均为1/4波长谐振器,有效地减小了滤波器的尺寸,实现了小型化.同时,一次谐波出现在三倍频处,使得滤波器拥有良好的带外选择特性.在结构中引入枝节之间的耦合,不仅分离了重合的谐振模式,也形成了两个新的传输零点,进一步提高了通带之间的隔离度.最后设计并加工了一款工作于1.5GHz/2.4GHz/3.5GHz的三通带滤波器,测试与仿真结果吻合良好.     

不等长十字形谐振器双频带带通滤波器设计

提出一种简单结构的双频带带通滤波器,由不等长十字形谐振器和平行耦合线馈电结构组成.由于滤波器分布电路具有对称性,首先利用奇偶模分析法对带通滤波器奇偶模输入阻抗、传输零点和传输极点进行分析.所设计的滤波器具有3个传输零点和4个传输极点.传输零点的位置不随阻抗参数的变化而变化.在4个传输极点中,第1个偶模传输极点和第1个奇模传输极点构成了第1个通带,剩下2个传输极点构成了第2个通带.与等长十字形谐振器滤波器相比,该结构多了一个极点.滤波器的通带带宽可以通过调节传输极点位置进行调整.给出了滤波器实物的结构参数,并且利用仿真软件进行仿真优化,得到了滤波器插入损耗和回波损耗的仿真结果.制作和测试了滤波器,给出了测试结果.仿真结果和测试结果基本上一致,验证了设计理论的正确性.     

一种具有谐波抑制特性的窄带带通滤波器设计

提出一种小型化带通滤波器结构及其设计方法．该滤波器具有良好的窄带滤波特性和高次谐波抑制功能,其高次谐波抑制特性由谐振加载耦合微带线结构所产生的多个传输零点来实现,其中心工作频率和带宽则由短路短截线特性决定．基于传输线模型和奇偶模分析推导的解析设计公式使得该滤波器的设计变得简单而快捷．采用这种方法研制了一个中心频率为2.4 GHz的窄带带通滤波器, 其3 dB带宽为300 MHz,通带最小插损为0.4 dB; 在二次、三次谐波频率上具有35 dB的衰减,而四次谐波的衰减也超过20 dB．     

基于扇形枝节加载谐振器的超宽带滤波器

该文提出了一种基于新型扇形枝节加载谐振器的改进上阻带特性的小型化超宽带带通滤波器。该新型多模谐振器由一根高阻微带线上连接三对扇形分流枝节组成。适当调节扇形枝节的尺寸,扇形枝节加载谐振器的谐振频率可以粗略的放置在超宽带频段内（3.1~10.6 GHz）。为了加强耦合度,在滤波器的输入和输出端使用了交指型耦合馈线。此外还给出了该滤波器的设计方法和步骤。最后,给出了滤波器的设计和拓扑结构。测量结果和全波仿真结果有很好地一致性。     

一种新型的微带三通带滤波器设计

针对微带三通带滤波器设计中的通带独立性不足、调节不便等问题,提出一种基于枝节加载谐振器(SLR)和缺陷阶梯阻抗谐振器(DSIR)的三通带滤波器设计方法．该方法利用SLR和DSIR分别实现独立的双通带和单通带滤波器设计,并采用可调T型馈线实现通带的输入输出耦合．该方法具有通带独立、设计简单和结构紧凑等特点．设计并加工出可同时工作于2.45／3.5／5.25GHz的微带三通带滤波器,测试与仿真结果吻合良好．     

基于信道传输矩阵的多条传输线间串扰抵消方法

针对多条传输线间的串扰问题,在对耦合传输线信道传输矩阵进行特征值分解的基础上,提出了3条微带传输线间的串扰抵消方法,研究了该方法的电路实现结构,并给出了电路的相关参数.仿真结果显示,该方法能明显改善信号眼图的质量,串扰抵消效果良好.     

一种改进型微带线定向耦合器及其应用

在传统的微带线定向耦合器设计中,奇偶模之间不同的相位速度导致了较低的隔离度．针对此问题提出双枝节功率相消技术,在微带线定向耦合器的匹配端口添加两个枝节引入失配,通过调节两个枝节的参数改变匹配端口的反射信号,使其在接收端口处的幅度和相位产生变化,从而有效抵消发射端口在接收端口的泄漏信号．采用这种技术设计了一种工作频带为902~928MHz的微带线定向耦合器,并将其应用于超高频射频识别阅读器中．该定向耦合器工作在920MHz时隔离度可以达到-65dB,耦合度约-10dB,有效地改善了超高频射频识别阅读器的收发隔离,同时将微带线定向耦合器的尺寸减小了20％,在实际应用中取得了良好的效果．     

一种新型双层PBG微带线

根据光子晶体理论在微波波段的应用,提出了一种新型的50ΩPBG结构的微带线。该结构是同时在金属导带和金属接地板上刻蚀周期性的矩形孔形成的。由于采用了导带PBG结构和接地板PBG结构的复合,只需调整导带PBG结构与接地板PBG结构的中心频率的差值就能对阻带和通带进行相应的调整,而且并不增加该PBG微带线的尺寸。理论分析和仿真实验表明:该种新型PBG结构微带线结构简单,无需级联不同的PBG结构就可以获得较窄的通带和较宽的阻带。     

宽频比双频耦合线Wilkinson功分器的设计方法

为了实现Wilkinson功分器的宽频比双频工作特性,并简化功分器的总体结构,提出了采用耦合线和隔离枝节相结合的设计方法.和隔离电阻直接与端口连接的功分器形式相比,由隔离枝节构成的功分器结构减小了传输线间的寄生影响.设计并加工了工作在1.0 GHz和2.5 GHz频段的双频Wilkinson功分器,实验与仿真结果吻合,设计的功分器性能良好.     

基于双模环形谐振器的双频带滤波器设计

为实现无线通信领域对滤波器的小型化要求,基于微带平面结构易于集成的特点,设计了一款应用于无线局域网(WLAN)的双频带微波滤波器,其中心频率为2.4/5.2 GHz.首先,利用矩形环形微带谐振器自身存在的两个模态相互耦合形成通带,以缩小滤波器体积,并且在通带两边各形成一个零点,以提高滤波器的选择性.然后,对矩形环形谐振器进行压缩,以进一步缩小滤波器体积.最后,采用IE3D仿真软件对所设计滤波器的性能进行仿真测试.实验结果显示:在2.4/5.2 GHz时,滤波器通带内的插入损耗分别为-3.0 dB和-2.5 dB,回波损耗均小于-15 dB,且整个电路尺寸为18 mm ×18 mm.这表明,该方案设计的滤波器达到了性能指标,且实现了小型化.