带状线开口直连微带线一分四功分器

功分器的传输线形式主要有微带线、带状线和波导结构等，其中带状线结构与其他形式传输线的连接是个挑战。针对该挑战，文章提出了一种带状线开口直连微带线的混合传输线一分四功分器，通过对功分器基本原理的分析，结合电磁仿真软件，对功分器进行了建模仿真，并加工实物验证了该设计方法。该功分器在2～6 GHz频段内，输入输出反射系数小于-10 dB,隔离度达到了15 dB,达到了良好的设计效果，并且对功分臂进行弯曲设计，达到了小型化的设计需求，为后期的研究提供了一定的参考价值和指导意义。     

基于微波多层板的Ka频段带状线功分器仿真设计

针对微波组件高度集成化需求,在微波多层板中设计了Ka频段的带状线功分器,研究了带状线和微带线之间的过渡连接方式。通过ADS和HFSS软件联合进行仿真,在22～37 GHz频带范围内,设计的带状线功分器插入损耗约为-3.6 dB,回波损耗小于-15 dB,隔离度小于-15 dB。通过研究带状线在多层板中的高频应用,解决了微波信号和低频信号叠加布线问题,利于组件小型化设计。     

一种宽带十六路功率分配器的设计方法

本文讨论了一个倍频程的4-8GHz的十六路功率分配器（简称功分器）的设计方法。采用2节四分之一波长阻抗变换线的带状线结构,利用仿真软件建立模型,把2路功分器作为子模型,引入16路功分器模型,进行优化仿真和调整,得到理想参数值,并进行电路布局,大大的提高了设计效率。功分器封装盒体约165mm×48mm×8mm,体积小、重量轻。在整个频带内插入损耗小于1.4dB,驻波比小于1.5,隔离度达到20.5dB,幅度不平衡度小于0.6dB,相位不平衡度小于5°,满足设计需要。该设计方法适用于倍频程带宽的多路功分器的设计制作,有很好的实用性和推广性。     

高相位一致性六路微波功分器的设计与测试

利用在谐振腔中添加耦合导体的新方法,解决了传统的带状线功分器需要在前后级进行相位补偿的问题。设计的模型用同轴线作为输入输出端口,再将T 型结构带状线与径向线通过1/4 波长阻抗变换器进行连接,优化设计一种新型的C 波段高相位一致性的六路功分器,测试结果与CST 仿真结果符合较好。在工作频段5. 3～5. 9 GHz 内,输入口回波损耗小于-18. 3 dB,输出口回波损耗小于-15. 3 dB,相位一致性优于依1毅,插损小于0. 2 dB。     

超宽带1:4Wilkinson功率分配器的设计

介绍了WIIkinson功分器的基本设计方法,研制了一种工作频段在2～12 GHz的带状线宽带功分器,采用多节λ/4阻抗变换器级联,实现了功分器频带的展宽.仿真结果和测试结果比较表明,功分器在频带范围内满足良好的性能指标,隔离度在整个频带范围内均在20 dB以上,驻波比小于1.5,输入输出端口均达到良好的匹配.     

射频宽带Wilkinson功分器的设计

文章设计了一款工作频率为1~3 GHz的射频宽带Wilkinson功分器。该功分器采用3枝节阻抗变换器级连的方式来扩展带宽,利用ADS软件进行设计、仿真、优化,实现了在1~3 GHz的频带内,S21(S31)近似为-3 dB,输入输出反射系数小于-18 dB,隔离度小于-20 dB。     

一种新型的带状线功分器设计

本文主要对基于多层介质板的Wilkinson带状线功分器的设计方法进行了分析,并提出了一种新型的带状线功分器电路结构,其隔离电阻采用了表贴片式固定电阻的形式,通过微带线-带状线过渡电路实现功分器电路的带状线部分与隔离电阻及三个信号馈入馈出端口的连接。最后,本文使用三维电磁场仿真软件对一种X波段单节二路等功分功分器进行了参数建模、仿真计算,并对其加工制作,将测试结果进行了分析,证明了该型功分器性能良好,具有易与系统集成、工艺要求低、尺寸小巧等优点,在微波电路设计方面具有很高的实用价值。     

紧凑型高性能L波段Wilikinson三路功分器的设计

提出了一种基于LTCC技术的紧凑型L波段Wilkinson三路功率分配器。对三路功分器进行奇偶模分析,在ADS软件中设计电路,然后在HFSS软件中对该电路进行三维仿真优化。该功分器由LC集总元件组成,以实现更高的隔离度;采用对称结构以降低设计复杂度;使用加载电容和外置电阻以降低元件误差和体积;电阻使用跨接方式以实现低反射损耗。功分器实物测试与仿真结果一致,最终设计的三路功分器尺寸为3.2 mm×1.6 mm×0.89 mm。功分器的中心频率为1250 MHz,带宽为100 MHz,通带插入损耗为4.95～5.05 dB,输入端反射损耗小于-25 dB,端口隔离度小于-25 dB。     

一种基于微带与槽线过渡结构的超宽带功分器

提出了一种基于微带与槽线过渡结构的超宽带180°型3 dB功分器,采用扇形过渡结构替代传统的圆形过渡结构,拓展了功分器的工作带宽。该功分器仿真和测试结果吻合良好,在3.1~10.6 GHz频带内实现了插入损耗小于1.5 dB,两输出口的幅度误差小于0.8 dB,相位误差小于1°,输入端口反射系数小于-12 dB。     

基于槽线的太赫兹同相和反相功分器设计

根据接地共面波导(GCPW)和槽线的结构特点,首先设计并仿真验证了一种由接地共面波导到槽线的功分器;然后根据槽线横截面的电场分布特性,设计了一种GCPW-槽线-GCPW结构的同相功分器和反相功分器。仿真结果表明,同相功分器在175~225 GHz范围内的插入损耗优于4 dB,回波损耗优于9.6 dB;反相功分器在185~215 GHz范围内的插入损耗优于4 dB,回波损耗优于10.5 dB,幅度不平衡度小于0.24 dB,相位不平衡度小于1.3°。相比其他太赫兹功分器,本文设计的功分器在插入损耗和回波损耗相当的情况下,具有更简单、紧凑和易于集成的结构。     

一种Ka波段倍频器设计

采用肖特基势垒二极管DMK2790,利用ADS与HFSS,进行了Ka波段无源二倍频器的设计。输出频率为38GHz,仿真结果表明,倍频损耗小于5dB。     

330 GHz太赫兹次谐波混频器设计

为了缓解微波频段频谱资源的日益紧张,对太赫兹频段进行探索,介绍了一款基于GaAs肖特基二极管的330 GHz次谐波混频器。设计采用了整体综合设计的方法,进行高频结构模拟器(HFSS)与先进设计系统(ADS)联合仿真。优化过程中,电路不连续性通过HFSS仿真结果表征,电路传输特性和二极管非线性特性由ADS仿真结果表征,通过优化传输线参数,实现优化电路的目的。此方法增大了仿真优化空间,降低了设计难度。仿真结果显示,在300~350 GHz频段内,混频器的变频损耗小于8 dB。     

基于GaAs pHEMT工艺的Ka频段双通道开关滤波器芯片

传统的毫米波开关滤波器组件通常基于分立器件或分立芯片,已无法满足快速发展的毫米波频段通信系统特别是5G通信系统的小型化、轻量化需求。为此,文中采用0.25μm GaAs pHEMT工艺,设计并实现了一款工作在Ka频段的双通道开关滤波器芯片。芯片内部集成了单刀双掷开关和梳状线型带通滤波器,相较于只使用ADS软件设计整个芯片,通过使用HFSS软件建立了更为准确的芯片衬底模型,并使用该模型对滤波器电路进行设计,提高了滤波器电路的仿真精度。最终,开关滤波器芯片的尺寸为3.3mm×2.6mm,测试结果显示:该芯片两个通道在通带内的插入损耗小于7dB,带内回波损耗优于15 dB,典型带外抑制优于35 dB,测试结果与仿真结果吻合较好。     

基于SIW技术的毫米波滤波器研究与设计

基于基片集成波导（substrate integrated waveguide,SIW）结构设计了两款四阶的耦合带通滤波器,使用三维全波电磁场仿真软件HFSS对设计的两款滤波器进行了仿真设计和优化.由仿真结果分析得出,两款滤波器的工作频率均位于毫米波频段.第一款SIW滤波器实现了切比雪夫型响应,中心频率为20 GHz,带宽为2 GHz,通带内的插入损耗低于1.5 dB,回波损耗低于-20 dB,在阻带中对信号的衰减程度可以达到50 dB.第二款SIW滤波器实现了准椭圆函数型的响应,中心频率为29.1 GHz,带宽为300 MHz,通带内的插入损耗低于1 dB,回波损耗低于-20 dB,在通带到阻带的过渡中实现了两个陷波点.仿真结果表明,在毫米波滤波器设计中引入SIW结构,有利于优化滤波器尺寸,得到较好的滤波器性能指标,是毫米波滤波器发展的一个重要方向.     

一种IPD吸收式低通滤波器的设计

为解决反射信号损害系统性能的问题,提出了一种具有高带外抑制和高带外吸收的小型化吸收式低通滤波器。该滤波器通过高通通路和低通通路实现了吸收式低通滤波器;通过抑制增益支路实现了高带外抑制。利用ADS和HFSS仿真软件对滤波器结构进行优化设计,并进行了实物的加工和测试。实测结果表明:该滤波器的3 dB截止频率为4 GHz,其带内最小插入损耗0.88 dB,通带内DC到3.5 GHz的回波损耗大于20 dB,阻带回波损耗大于10 dB,10.5 GHz处的阻带抑制大于45dB,从8 GHz到30 GHz的带外抑制大于33 dB,实测结果与仿真结果有较好的吻合。该滤波器尺寸仅为1220μm×650μm×87.71μm,相比传统PCB、LTCC工艺的滤波器,体积大大缩小,符合现代射频与微波系统小型化的发展趋势。     

8mm基片集成波导环行器的研究与设计

提出了一种设计毫米波环行器的新方式,以进一步缩小器件体积并维持良好性能。具体方案为:通过SIW使器件具有小体积和高功率;通过弧形SIW将传统的Y字型环行器变为准T字型环行器;通过渐变器将SIW过渡到50Ω的标准微带线上,该渐变器可以内嵌到SIW内使器件体积更小。8mm环行器采用高频层压板和圆柱铁氧体进行设计,并通过高频电磁场仿真软件(HFSS)进行验证,得到工作频带内插入损耗小于0.2dB,隔离度大于20dB,回波损耗大于25dB,驻波小于1.2的结果。按设计得到的产品,其性能测试结果和仿真结果基本吻合,但工作频率有所下降。     

一种S波段小型宽带微带带通滤波器优化设计

基于并联短截线谐振器与联接线变换器构成的传统微带带通滤波结构,提出了一种工作在S波段的改进型宽带带通滤波器。以三阶结构为例,通过将两侧并联短截线进行弯折,形成耦合线结构;将中间并联短截线进行拆分,变为并联的短路线和开路线,实现了在通带性能基本不变的前提下,获得阻带可调控的传输零点,进而提高过渡带陡峭度。为了进一步抑制阻带,在滤波器两侧级联扇形微带低通滤波结构,改善阻带性能。利用ADS和HFSS仿真软件对滤波器结构进行仿真优化设计,并最终进行了实物加工和测试。实测结果表明,通带内2~4 GHz插入损耗小于0.7 dB,回波损耗大于17 dB,通带外4.6~6.5 GHz 阻带抑制达到20 dB 以上。     

主动空间映射算法设计滤波器

应用ADS和HFSS软件,分别建立了一种PCB(Printed Circuit Board)多层滤波器的粗糙模型和精确模型,采用主动空间映射算法,对其进行优化设计,制作出样品,并进行了检测。结果表明,该滤波器的中心频率为1.85 GHz,带宽为300 MHz,插入损耗小于2.3 dB,证明了主动空间映射算法的可行性。     

压电换能器电调七阶微带滤波器的设计

为了解决电容管电调滤波器插入损耗大的问题,该文设计了一款以压电换能器为电调元件、介质基片为微扰片的七阶平行耦合线电调滤波器。采用高频结构仿真器(HFSS)和先进的设计系统(ADS)对滤波器的结构参数进行联合仿真和优化,分析了滤波器的耦合系数和外部品质因数随微扰片间距变化的关系。将氧化铝陶瓷基板、压电换能器(PET)和微带滤波器组装在一起构成压电换能器电调滤波器,并用网络分析仪测量滤波器在不同直流电压下的S参数。测量结果表明,中心频率调谐范围为4.38~4.78 GHz时,通带的反射损耗大于10 dB, 插入损耗小于1.5 dB,达到了设计要求。     

一款基于HFSS仿真的倒F蛇型印制天线

设计了一种用于2.4 GHz智能无线传感器的倒F蛇型天线,.使用HFSS仿真和设计,根据优化后的天线模型参数,最终设计集成在无线传感器印制电路板上印制天线,使天线可达到最佳的效果.该天线的仿真和实测结果表明,在2.45 GHz的中心工作频率下,回波损耗小于-12dB,带宽约为100 MHz,阻抗50.58+j0.55,满足了IEEE 802.15.4协议的要求.