砷化镓衬底上螺旋电感的建模和分析

针对砷化镓(GaAs)衬底上螺旋电感提出了一种改进形式的集总参数等效电路模型,该等效电路模型能很好地表征螺旋电感的高频效应.同时,应用电磁场全波分析方法对螺旋电感进行仿真,并分析各参数对电感性能的影响.从得到的散射参数中提取出有效电感、Q值和自谐振频率.基于参数优化方法提取等效电路模型中各元件值,并利用曲线拟合技术给出其相应的闭合表达式.这些表达式可用于射频和微波集成电路的设计,从而提高电路设计的性能和效率.     

硅基平面螺旋电感的等效电路模型和参数提取

针对螺旋电感传统等效电路模型的不足,提出了一种改进形式的集总参数等效电路模型.该等效电路模型能很好地反映出电感参数随频率变化的实际效应,可适用于从低频到自谐振频率的宽频带范围.同时,应用电磁场全波分析方法对CMOS工艺下平面螺旋电感进行仿真分析.从得到的散射参数中提取电感L、Q值及自谐振频率.基于参数优化和曲线拟合技术,给出了等效电路模型中各个元件值的多变量闭合表达式.这些表达式可方便地用于集成电路的设计和优化,从而提高电路设计的性能和效率.     

平面FSS阵列的一维截断效应

基于互导纳法进行有限频率选择表面(FSS)计算分析,研究狭缝阵列一维截断时磁流分布、散射方向图及传输特性的变化,考察了单元列数、入射角等因素的影响.与无限平面阵列相比,截断导致边缘单元磁流分布起伏,部分频率产生表面波,散射方向图波束展宽且副瓣电平升高,功率透射系数发生变化,仅谐振频率和传输带宽与无限平面阵列基本相同.     

一种基于LTCC技术的螺旋电感带通滤波器

本文提出一种新型的基于低温共烧陶瓷技术(LTCC)的螺旋电感带通滤波器.滤波器的设计是利用螺旋电感的自谐振和谐振单元间的电磁耦合来实现.通过HFSS仿真和等效电路分析,对滤波器结构进行了优化分析.这种滤波器具有体积小.结构布局灵活的优点,可以很好的满足器件埋置的要求.     

基于Mushroom-like EBG的双带隙电磁带隙结构研究

针对工程应用的要求,根据Mushrooa-like EBG结构的局域谐振原理和等效电路分析模型,提出了一种双带隙紧凑电磁带隙结构.该结构通过引入交织螺旋导带来增加等效电感效应,减小了周期单元尺寸.采用了交替排列凹凸金属贴片,实现了可重构的双频率带隙.最后通过对3×5 EBG单元阵列的仿真实验,证明了该设计是有效的.     

新型曲折线全向型陶瓷天线及阵列的设计与仿真测试

基于移动通信终端设备对天线体积的要求,设计了一种新型的曲折线结构全向型陶瓷天线,其谐振频率为1.85 GHz,521-1 5.5 dB,最大尺寸为0.06λ0.对陶瓷天线二元阵列进行了仿真与测试,发现虽然在陶瓷中可以很好地控制单元天线的相位,但是在空气中由于干涉效应不明显,并不能很好地控制方向图.故设计各单元天线独立馈电的阵列时,单元间距应该达到可以与λ0相比拟的程度.     

一种用以改善硅衬底螺旋电感性能的局域介质增厚新技术

提出了一种用于提高硅基螺旋电感性能的局部介质增厚技术.这种技术通过淀积、光刻和湿法腐蚀工艺,局部增加电感下方的氧化层厚度,以降低衬底损耗和提高电感性能.所采用的结构及工艺简单、成本低廉,与CMOS工艺兼容良好.用这种技术制作的几种不同电感量的方形螺旋电感、品质因数和自谐振频率均显著提高.10,5和2nH的电感,品质因数的峰值分别提高了46.7%,49.7%和68.6%;而自谐振频率的改善更明显,分别达到了92.1%,91.0%及不低于68.1%.     

一种双阻带红外频率选择表面

为实现中、远红外大气窗口的双波段低红外透过率,设计了由2层不同尺寸圆环单元构成的双屏红外频率选择表面(FSS),仿真结果表明该FSS在3~5?m和8~12?m波段形成两个平均透过率低于5%的阻带。对FSS表面电流分析的结果说明,谐振单元表面感应出的对称分布电流使散射总场增强,形成增强型反射,而不同尺寸的谐振单元具有不同的谐振波长,两层谐振单元共同作用形成了两个阻带。研究了入射角以及介质层属性(厚度、介电常数和损耗角正切)对FSS传输特性的影响,结果表明FSS在两个大气窗口内具有良好的角度稳定性,介质层介电常数对FSS的传输特性有较大影响。     

一种基于DGS结构的新型双模双通带滤波器

提出了一种新颖的基于缺陷地结构(DGS)的双模双通带滤波器.该滤波器由印制板顶面的一个方形谐振单元和另一个巧妙嵌入在印制板底面DGS中的方形谐振单元并联构成,具有结构紧凑、易于加工的特点.每个谐振单元都具有双模单通带传输特性,可通过公共馈线同时激励实现双模双通带滤波.两个谐振单元的谐振频率相对可调,提高了设计上的灵活性.为减少辐射损耗并改善高频通带插损,使用准共面波导缺陷地结构对底面谐振单元进行了改进.最后,实验制作了两种双模双通带滤波器,测试结果与仿真结果吻合较好.     

基于频率选择表面的宽角扫描阵列

设计并加工了一种基于双层频率选择表面(frequency selective surface, FSS)的一维Vivaldi阵列天线.首先采用周期边界条件分析无限大阵列中的单元特性, 利用等效传输线原理和广义散射参数矩阵来设计优化加载在Vivaldi阵列上方的介质宽角匹配层.然后, 在所加载的双层介质匹配层表面直接印制FSS结构使阵列扫描特性得到极大改善.仿真和实测结果表明, 一维Vivaldi阵列中心单元在7~12 GHz的有源驻波比均小于2.5, 在8~10 GHz波束扫描范围能够达到±60°.仿真结果还表明:采用双层FSS结构的Vivaldi阵列与未加载匹配层的Vivaldi阵列相比, 在7~11.5 GHz增益有2~4 dB的提高; 同时在扫描至±60°时, FSS结构的加载使得阵列在对应扫描角下的交叉极化下降了5~10 dB.     

Enhanced bandwidth uniplanar compact electromagnetic bandgap structure with coplanar meander line inductance

A novel compact electromagnetic bandgap structure is presented. The coplanar meander line inductance is adopted to increase the surface equivalent inductance in order to improve the bandwidth of the bandgap and reduce unit cell size. The measured results show that 54.1% relative bandwidth and 25.2% reduction in resonant frequency could be obtained.     

Compact left-handed microstrip line based on multiple layered step impedance resonators

A novel compact left-handed (LH) microstrip transmission line is presented. To establish a negative permeability and permittivity, the transmission line is loaded with step impedance resonators (SIRs) and an array of thin wires on dual-layer architecture. Compared to existing LH structures, which incorporate conventional split ring resonators (SRRs), the proposed structure is three times smaller in size whilst achieving the same performance. To illustrate the electromagnetic properties of the metamaterial, both analytical and full wave analysis were performed and utilized to determine the effective electromagnetic parameters of the proposed structures. The experimental results show that a microstrip line periodically loaded with SIR only produces a rejection of ?6?dB at a resonant frequency of 5.50?GHz. The results also indicate a pass-band response for a left-handed microstrip line (LHML) constructed from SIR and thin wire arrays at the same resonant frequency.     

S 波段高性能微型滤波器的研究

应用LTCC多层耦合带状线谐振器和交叉耦合传输零点原理,在改进的三维梳状带通滤波器结构中引入交叉耦合,增强非相邻谐振级间的交叉耦合;在2、4谐振级间引入Z字形导体层,通过调节Z字形控制传输零点位置;同时适当调节加载电容大小,有效减小了滤波器体积,实现了高次谐波抑制、边带陡峭和通带内线性相位.采用低温共烧陶瓷(LTCC)技术设计制作了中心频率为3GHz,通带为200MHz的微型带通滤波器.实验和仿真结果表明,该滤波器的中心频率插入损耗小于2.6dB,阻带抑制高于40dB,边带陡峭,尺寸仅为4.8mm×4.2mm× 1.5mm.成品率高达85％.     

基于ERPT无线供电系统的设计

为了解决电能传输中由摩擦与传输介质老化产生的电能传输风险等问题,提出了基于电磁谐振型电能够传输技术（ERPT）的无线供电系统设计,主要通过调节发射场电磁频率使之与接收场固有频率一致,进而引起电磁共振产生强电磁耦合实现电能的无线高效传输。通过分析线圈谐振频率、互感系数、线圈内阻等参数之间的关系得到ERPT的理论效率值,并通过实际例子验证了理论值的正确性。     

高速DSP系统的电路板级电磁兼容性设计

针对实际应用DSP系统时常见的电源干扰、传输线效应和强电干扰等问题,对电子产品电磁环境进行分析,根据电磁干扰产生的机理和影响,对DSP系统提出了电磁兼容性设计要求。从元器件的布置,地线和电源线的布置,信号线的布置三个方面给出电路板的设计方法,从而有效降低DSP系统的干扰,提高电磁兼容性能。这些技术从设计层次上保证了高速DSP系统的有效性和可靠性。     

Realization of transmission zeros in combline filters using an auxiliary inductively coupled ground plane

The out-band transmission zeros of the multilayer low-temperature co-fired ceramic bandpass filter are studied. The design target of this filter, with passband between 2.3-2.65 GHz (the true application is 2.4-2.483 GHz), is to reject the local oscillator and image signals and, in the mean time, to suppress the harmonic frequency. This filter is a modified three-pole combline filter, which can easily achieve a high rejection rate and low insertion loss. The source-load coupling capacitor incorporation with cross-coupling grounding inductors can generate three transmission zeros. By properly adjusting the inductance values of the inductors between three resonators and ground the transmission zero can easily be manipulated at a high-side skirt to suppress the harmonic frequency. The measured results match well with the electromagnetic simulation that provides evidence for the feasibility of the proposed design.     

一种利用环形双模谐振器实现的带阻滤波器

提出了一种利用双模环形谐振器实现的带阻滤波器。该滤波器由一个对称的双模环形谐振器以及一段四分之一波长的平行耦合线组成。借助于在普通环形谐振器的两个相对边上添加一对小贴片,环形谐振器的两个简并谐振模式可以被可控的分离,从而可以构成带阻滤波器的工作频带。平行耦合线的作用是为了对双模谐振器进行馈电,同时也被用做两端口间的阻抗变换器。在理论分析之后,利用平面PCB工艺设计制作了滤波器样品,并对其进行了测量,进一步证明这种设计的有效性。     

飞机直流母线变换器的输入电磁干扰滤波器设计

针对飞机直流270 V至直流28 V电源变换器的应用需求,分析了电源变换器输入端的传导及辐射电磁干扰源.通过对电源变换器的电磁干扰（electromagnetic interference,EMI）频谱进行分析,确定了滤波器的参数.为了抑制滤波器振荡,提出在差模电感两端并联电阻电感网络的方法,替代使用液态铝电容的传统方法,提升滤波器的可靠性.根据差模电感中电流直流分量远高于交流分量的特点,提出采用扁铜漆包线来实现绕组的方法,使差模电感的体积降低.根据锰锌铁氧体低频磁导率高,镍锌铁氧体高频磁导率稳定的特点,提出双磁芯共模电感的设计方法,实现共模电感宽频率和小体积.实测结果证明输入电磁干扰滤波器可使电源变换器符合GJB 151中CE102要求.     

微带贴片阵列天线的复谐振频率和散射截面

运用无限周期结构的诸城法建立起微带阵列天线的复谐振频率和雷达散射截面公式。通过对复谐振频率和散射特性的计算分析，得出微带阵列天线的散射特性取决于它的。质因素的结论。采用。载方法。可降低耦合对微带阵列天线散射特性影响，又可减小微带阵列天线的雷达散射截面。     

Cross polarization losses in periodic arrays of loaded slots

A periodic array of apertures in a conducting plane can act as a bandpass filter. With proper design the structure will be transparent at its resonant frequency but will have a transmission coefficient below unity at all other frequencies. These periodic surfaces are useful as radomes and in dual frequency antenna feeds. The resonant frequency of such an array may vary with incidence angle. This variation is undesirable for most applications, and can be greatly reduced by reactively loading the slots with the Babinet equivalent of a short circuited two-wire transmission line. It has been found, however, that singly loaded slot arrays have transmission loss due to cross polarized radiation when scanned in theH-plane (perpendicular polarization). It is shown that this cross polarized radiation may be eliminated by using symmetrical loaded slots, which have the further advantage of transmitting waves of arbitrary polarization. In conjunction with this investigation, the modal matching method, previously applied to arrays of rectangular and circular slots, has been extended to the more complicated loaded slot shapes. Both the single loaded and 4-legged symmetrically loaded slots are treated, and good agreement with measured data is obtained.