非周期缺陷接地结构在低通滤波器中的应用

利用时域有限差分法对非周期缺陷接地结构(CNPDG S)进行了电磁仿真。分析了在原有的低通滤波器的基础上加入了非周期缺陷接地结构后对滤波特性的影响。并将分析结果与实际测量作了比较,吻合较好,从而验证了这一方法和计算的正确性。     

组合式非周期缺陷接地结构中FDTD应用研究

组合式非周期缺陷接地结构(CNPDGS)是从光子带隙结构发展而来的,它是在微波电路的金属接地平面上人为地蚀刻出非周期性的“缺陷”,改变接地电流的分布,从而改变传输线的频率特性。与光子带隙结构(PBG)一样,具有明显的禁带特性。文中利用时域有限差分法(FDTD)研究了由CNPDGS结构构成低通滤波器的频率特性,并在此基础上研制了带宽可调节的低通滤波器,测量结果与数值分析一致性很好,进一步验证了FDTD分析的正确性,CNPDGS低通滤波器的研制,为该类型滤波器的设计提供了依据。最后讨论了FDTD方法中完全匹配层(PML)对电路特性分析的影响,给出了电路特性随PML层数变化的曲线。这对FDTD法分析缺陷接地结构时PML的选取具有一定的参考价值。     

组合式非周期缺陷接地结构的滤波特性研究

提出了一种新型的具有双阻带特性的组合式非周期性缺陷接地结构(CNPDGS),利用时域有限差分法(FDTD)对其滤波特性进行了电磁仿真,研究了其结构尺寸变化对阻带特性的影响,研制了带宽可调节的双阻带滤波器,测量结果与仿真结果一致性很好,此结构的双阻带中心频率位置及它们之间的间隔随着结构参数的变化而变化,两阻带之间的间隔可从3.5GHz到12GHz.这种新型结构可有效地抑制信号中的低端和高端干扰,具有较好的带通滤波特性.     

不同接地体冲击接地阻抗的时域分析

用时域有限差分(FDTD)法对接地体冲击接地阻抗进行了时域分析.计算了脉冲泄流时不同接地体的冲击接地阻抗(TGR),并分析了接地体自身形状及电磁参数对TGR的影响.通过分析得到如下结论:在接地体上下表面埋深相同,表面积相同,但接地体形状不同时,TGR基本相同;体积相同,表面积越大,TGR越小,但用刻槽方法使表面积增大不能减小TGR;非金属接地体电导率足够大时具有与导体一样的泄流效果;接地体磁导率变化对TGR影响很小.     

一种新颖的PBG宽阻带低通滤波器

 本文首次提出综合PBG结构和微带线结构两因素,来设计滤波器的概念.与普通PBG结构滤波器不同的是,本文采用具有T形和十字形短截线的微带线代替直线微带线,在接地板上只需刻蚀一列PBG结构即可构成宽阻带低通滤波器.文中以T形短截线PBG结构的低通滤波器为例,运用时域有限差分法(FDTD),分析了在不同短截线长度和PBG结构方孔边长的情况下,该滤波器的传输特性.文中还给出了该滤波器和Rumsey方法与Kim方法设计的级联、并联两种PBG结构低通滤波器的传输特性的模拟结果及其对比分析.最后,文中给出了模拟结果和测试结果,来验证所设计的低通滤波器的有效性.     

快速时域有限差分方法计算矩形缺陷接地结构

Courant-Friedrich-Levy(CFL)稳定性条件会限制传统时域有限差分(FDTD)时间步长的选择,因此,采用传统FDTD对矩形缺陷接地结构(RDGS)传输系数(S₂₁)进行计算,需要耗费大量的计算时间。为了节省计算时间,提高计算效率,采用无条件稳定的Crank-Nicolson格式FDTD(CN-FDTD)对RDGS传输系数进行计算,详细讨论了CN-FDTD时间步长与计算效率和计算精度的关系。数值结果表明:当CN-FDTD时间步长取值远大于CFL时间步长时,其计算结果与传统FDTD计算结果仍然吻合,同时计算效率能提高77.2%。比较了CN-FDTD和ADI-FDTD的计算误差,在时间步长取值相同的情况下,CN-FDTD的计算误差要远小于ADI-FDTD。     

新型非周期缺陷接地结构微带线及其应用

提出了两种新型缺陷接地结构(DGS)单元,分析了它们的频率特性,建立了等效电路模型并提取了电路参数。将两种组合式DGS应用于双频微带天线两个端口,形成基于组合式非周期DGS(CNPDGS)的双频微带天线,并实际制作了电路。仿真和测试结果表明,基于CNPDGS的双频微带贴片天线有效地抑制了高次谐波,提高了端口隔离度。     

一种基于光子带隙结构的宽阻带低通滤波器

提出了两种新颖的基于光子带隙结构微带线的宽阻带低通滤波器,该滤波器分别采用了T形和十字形短截线来构造．文中还讨论了该滤波器的传输特性,该滤波器设计和制作简易．最后绐出的该低通滤波器的模拟结果和测试结果,表明了该滤波器设计的有效性．     

基于神经网络的新型缺陷接地结构优化设计

应用人工神经网络与单纯形优化算法相结合的方法,对一种新型组合式非周期性缺陷接地结构(CNPDGS)进行优化设计.与电磁场数值分析方法相比,以神经网络模型作分析单元,可以在保证精度的基础上大大提高分析速度,因此在优化设计中可用来替代FDTD分析方法作为结构分析的计算单元.本文中以所要求的传输系数为期望日标,以可以使误差函数达到极小化的结构尺寸为输出,经单纯形优化算法寻优,进行该具有双阻带特性CNPDGS的优化设计.仿真设计和实验的对比结果表明了这一方法的有效性.     

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。     

Compact Elliptic-Function Low-Pass Filter Using Defected Ground Structure

A novel elliptic-function low-pass filter (LPF) is presented, which consists of a dumb-bell-shaped defected ground structure (DB-DGS), a spiral-shaped defected ground structure (SP-DGS) and a broadened microstrip line. The DB-DGS provides the required wideband attenuation in stopband, while the SP-DGS provides steep transition from passband to stopband. A 2.4 GHz five-pole LPF is developed and experimental results show that it has a sharp cutoff frequency response. The measured passband insertion-loss is below 0.3 dB, and the rejection band over 20 dB is from 2.95 to 8.25 GHz.      

一种新颖U形缺陷地结构宽阻带低通滤波器

提出了一种通过微带短截线来改变U形缺陷地结构(DGS)截止频率的方法.利用微带短截线和一个U形DGS单元设计了一个宽阻带低通滤波器,并提出通过改变微带短截线的长度来控制该低通滤波器的截止频率的方法.通过仿真比较分析了该低通滤波器与文献中利用一个哑铃形DGS单元和低阻抗微带线方法、级联多个U形DGS单元方法设计的低通滤波器的特性.最后,给出了模拟结果和测试结果,验证了所设计的低通滤波器的有效性.     

应用缺陷地结构设计低通滤波器

对缺陷地结构(DGS)实现的等效均匀传输线提出了一种简单有效的由S参数求其特性阻抗和有效相对介电常数的方法。而后比较了缺陷地结构和微带线的特性阻抗和有效介电常数随频率变化的规律。最后,应用缺陷地结构设计了两个Chebyshev低通滤波器,并进行了制作和测试。所得滤波器与采用微带线设计的相同参数的低通滤波器相比,阻带最大衰减有超过5dB的改善,并避免了实现高阻抗微带线的工艺困难。     

Design of Low-Pass Filters Using Defected Ground Structure

A method to design low-pass filters (LPF) having a defected ground structure (DGS) and broadened transmission-line elements is proposed. The previously presented technique for obtaining a three-stage LPF using DGS by Lim is generalized to propose a method that can be applied in design$N$-pole LPFs for$ Nleq5$. As an example, a five-pole LPF having a DGS is designed and measured. Accurate curve-fitting results and the successive design process to determine the required size of the DGS corresponding to the LPF prototype elements are described. The proposed LPF having a DGS, called a DGS-LPF, includes transmission-line elements with very low impedance instead of open stubs in realizing the required shunt capacitance. Therefore, open stubs, tee- or cross-junction elements, and high-impedance line sections are not required for the proposed LPF, while they all have been essential in conventional LPFs. Due to the widely broadened transmission-line elements, the size of the DGS-LPF is compact.     

基于缺陷地面结构和补偿微带线的低通滤波器

提出了一种新型一维周期缺陷地面结构（DGS）单元。文中给出了3个不同尺寸单元的5参数变化曲线,并使用DGS单元进行级联,形成一种补偿微带线。设计了一个低通滤波器,计算和测试结果显示该结构单元的截止频率由结构单元的物理尺寸决定,单元级联形成的多级低通滤波器具有良好的带通、带阻和谐波抑制特性。