使用模式分解方法的过孔串扰机制研究

提出了一种基于模式分解的高速互连电路中过孔串扰机制的快速求解方法.该方法将三维互连结构分解为在过孔位置处耦合的电源平面对结构和微带线结构,先单独分析3种结构,再将其级联以求解整个系统特性.与全波仿真方法相比,该方法在保证准确度的前提下,可将仿真时间从187min降低至4min.分析了电路板和过孔结构对系统性能的影响,发现频域串扰系数与电源平面结构在过孔位置处的传输阻抗成正比关系.在实际设计中,可通过减小电源平面对结构厚度、添加去耦电容和选择适当的过孔位置来减小串扰.时域仿真表明,合适的互连结构可将串扰噪声幅度降低至原有结构的2%.     

利用反相器组合抑制多条微带线间串扰的方法

高速电路中,串扰是系统速率继续提高的瓶颈之一,现有方法只考虑了每边各一条传输线对受扰线的串扰,这样最多能抑制75%的串扰. 为了解决每边第2条传输线对受扰线的串扰,提出了一种新的电路结构,该电路结构根据串扰的相位抵消原则,利用反相器的位置和数量变化抑制每边各两条传输线对受扰线的串扰. 仿真结果显示,在0.1~4 GHz范围内,该方法能使受扰线每边第2条传输线对受扰线的远端串扰降低约10 dB.     

非理想互连的传输线模型及串扰分析

在理想互连传输矩阵级联模型的基础上,通过引入返回路径不连续的传输矩阵,提出了一种新的模型．把非理想返回路径传输矩阵级联模型分析结果与S参数模型分析结果对比,验证了新模型的准确性,新模型可以准确地得到非理想互连上信号的耦合串扰噪声．最后分析研究了开槽对串扰的影响．仿真结果表明,传输线应紧挨开槽端口布线,并且传输线间距应尽量大．     

基于槽线结构的信号干涉带阻滤波器仿真研究

为了实现更高的特征阻抗和良好的宽带滤波特性,提出了一种基于槽线结构的信号干涉带阻滤波器设计。相比于传统微带线结构的滤波器,在阻抗比一定时,槽线结构可以实现更高的特征阻抗。为了验证这一结论,分别设计了微带线结构与槽线结构的信号干涉带阻滤波器进行仿真对比。两种结构滤波器的仿真结果显示,槽线结构的通带性能及品质因数等指标明显优于微带线结构,且阻带抑制提高了约15.5%。因此,基于槽线结构的信号干涉带阻滤波器的滤波性能具有更大的优势。     

一种新型宽带圆极化微带天线的设计

该文设计了一种新型宽带圆极化微带天线。该天线采用微带线进行馈电,在地板圆形开槽内加载一对矩形和椭圆组成的径向微扰枝节来获得圆极化,并切去一对圆弧形槽以降低圆极化的中心频率。借助仿真软件HFSS对天线结构参数进行优化设计,并制作实物。仿真与测试结果表明：回波损耗小于-10dB的阻抗带宽为12．5％,且在此频段内轴比均小于2dB。     

基于Ｃａｄｅｎｃｅ的ＤＤＲ２串扰研究与仿真

随着系统的工作频率及信号边沿转换速率的不断提高,串扰对于信号完整性的影响日益突 出．通过对传输线串扰形成机理的分析,使用Ｃａｄｅｎｃｅ仿真软件对系统中的ＤＤＲ２ＳＤＲＡＭ 的数据 线进行串扰仿真,给出了合理处理串扰问题的解决方案．对于数据线的近端串扰和远端串扰仿真分 析,在理论及仿真结果的基础上,可以通过减小耦合线长度、增大耦合线间距和减小反射等方法降 低串扰对于电路的影响．笔者提出了ＰＣＢ设计中抑制串扰的一些有效措施,对于ＤＤＲ２ＳＤＲＡＭ 的信号完整性设计有一定的指导意义．     

用于WCDMA新型发夹型带通滤波器的仿真

针对广泛应用于宽带码分多址（WCDMA）中带通滤波器体积大且性能低的问题,提出一种新型交叉宽面耦合-发夹型多层微带线带通滤波器。分析了发夹型谐振器不同耦合结构组成的滤波器,并用Momentum矩量法仿真其3D模型。仿真结果表明,新型滤波器拥有较好的通带和阻带特性,通带内插入损耗低于0.33 dB,回波损耗低于-21.710 dB,其中心频率及附近达到-50.973 dB,阻带衰减低于-80 dB;采用多层微带线结构,体积减小约1/3;引入交叉耦合,在低频阻带内产生2个传输零点,矩形系数减小,频率选择性优越;电路加工精度较易满足。     

基于Hyperlynx的高速互连信号串扰分析

基于高速信号完整性理论,借助信号完整性分析工具Hyperlynx仿真软件,对高速PCB中造成信号串扰的多个因素进行仿真分析,并用该软件中的Board Sim模块对整板进行全局仿真和关键网络仿真分析.仿真结果表明,串扰随着线间距的增大而减小,当线间距是线宽的3倍以上时,两线间的串扰已经很小;串扰受信号频率的影响也比较大,随着频率的升高而变大;当耦合长度小于饱和长度时,串扰将随着耦合长度的增加而增加,但当耦合长度大于饱和长度时,近端串扰值将为一个稳定值;研究表明,合理的端接可以有效地减少传输线间的串扰.     

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.     

具有陷波结构的超宽带Vivaldi天线设计

高速通信系统需要超宽带天线的支撑,衡量超宽带天线的主要技术指标是相对带宽与增益,如何抑制频间串扰也是需要解决的问题,为此,设计一款具有陷波结构的超宽带天线,可以有效隔离各个频点。在典型Vivaldi天线结构的基础上,通过在天线的最大开口处加载1个梯形辐射片,间接构成三角形缝隙实现陷波;将馈电的微带线置于上、下2个辐射片之间的中间层,以电磁耦合的方式给2个辐射片同时馈电。仿真结果表明,天线覆盖的频带范围为2.8～11.7 GHz,相对带宽为123%,该频带内有6个谐振频点,最大与最小增益分别为9.46 dB和5.11 dB,同时产生6个陷波频点:4.25,5.6,7.4,9.05,10.7,12.35 GHz,将各个谐振频点相互隔离。该超宽带天线不仅具有较高的增益,而且也解决了通信串扰的问题。     

具有多传输零点的微带传输线滤波器设计

提出一种非对称两腔发夹型滤波器的设计方法. 应用传输矩阵分析了2种串联传输线型谐振器与传输响应零点之间的关系,依据奇偶模激励法得出了并联耦合型传输线滤波器的传输响应公式,结合这些特点,设计了一种可以产生3个传输零点的两腔滤波器,在含源负载交叉耦合的情况下,突破了现有滤波器N个谐振器才能产生N个传输零点的局限,进一步提高了滤波器的频带选择特性.实测结果验证了该方法的正确性.     

一种新型超宽带渐变槽线天线设计

设计并制作了一种新型微带馈电的渐变槽线天线．采用改进的微带-槽线过渡,更好地解决了超宽带天线的阻抗匹配问题．提出一种新型渐变辐射曲线,有效地改善了低频段的匹配特性．实物样机的测试结果表明,在 0.92~ 14.25GHz频带内该天线的电压驻波比小于 2.0∶1,带宽比达到 15.4∶1,而且其带内辐射方向图的前后比大于 15dB,交叉极化低于 -18dB．     

基于遗传算法的微带缝隙天线设计

经分析建立微带缝隙天线的传输线等效模型,将遗传算法引入到天线设计中.采用遗传算法的编码方式、适应度函数以及目标函数,根据遗传算法寻优结果设计出微带缝隙天线,并利用Ansoft HFSS对天线的电特性和场特性进行了仿真,结果证明,遗传算法在天线设计中具有可行性和可靠性.     

应用于卫星导航系统的微带天线设计

该文主要设计一款单馈电的小型圆极化微带天线。通过对天线圆形贴片对称开槽,以及对贴片的边进行切角处理和在中心处开孔等方式,天线获得良好的圆极化性能并实现小型化。该文利用电磁仿真软件HFSS对天线进行优化设计,并进行了相应的实物制作和测试。实验结果表明：该天线工作中心频率为2.49GHz,天线-20dB回波损耗带宽70MHz,圆极化3dB轴比带宽为30MHz,天线增益3.4dB,天线可应用于中国北斗卫星定位接收系统。     

微带天线阵元间小间隙条件下的耦合减弱方法研究

针对放置极近的微带天线阵元之间耦合的问题,提出一种改进方法,即通过在贴片附近增加两条微带线将相邻边的间距仅0．048λ0（λ0是自由波长）的阵元之间的隔离度（IS21I）从7．5dB提高到21．5dB以上。与同尺寸的普通微带天线阵相比,该方法较大程度地改善了阵元的方向性,降低了副瓣电平。为了获得最大的隔离度,优化了微带线的长度、宽度以及贴片与徽带线间耦合缝隙的大小。     

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.     

箭头型超材料模型及其在无线电力传输中的应用

为改善无线电力传输系统中微带发射天线的增益和方向性系数2个性能指标,提出一种新型箭头型超材料模型。通过HFSS电磁软件仿真和反演参数法提取其有效参数从而验证所设计的箭头型超材料模型在6.51~7.34 GHz频段符合等效介电常数和等效磁导率同时为负的性质;将箭头型超材料模型加载作为微带天线覆层,从而使微带天线的E面和H面远场辐射方向性系数的HPBW分别减少48.7%和54.9%,其最大增益和最大方向性系数分别从7.665、7.45 dB增加到10.977、11.19 dB。该箭头型超材料模型和微带发射天线形成了较好的传输匹配,从而提升了无线电力能量的传输效率。       

一种双U形缝隙加载的分形多频天线

结合分形结构和加载缝隙的特性,提出一种多频段天线的设计方法。通过在具有分形结构微带天线的接地板上加载双U形缝隙,在单层微带天线上实现了多频段工作。分形结构的应用,降低了天线的谐振频率,该天线尺寸是未加分形天线尺寸的52％。在接地板加载双u形缝隙,改变了天线的电流路径,通过改变U缝隙的参数,可以灵活调整天线的谐振频率。根据天线设计的思路,通过分析、仿真及实测表明,该天线能工作在GSM900／GPS／DCS1800／TD-SCDMA4种网络模式下。     

Analytic circuit model for radiated susceptibility estimation of the microstrip transmission line

According to transmission line theory and electromagnetic theory, a time-domain analytic circuit model for radiated susceptibility estimation of a microstrip transmission line is proposed. In order to obtain the susceptibility threshold of a microstrip line under external electromagnetic interference quickly, a transverse electromagnetic cell (due to IEC standard 62132-2) is adopted as the test environment. A transmission line pulse is chosen as the external electromagnetic interference, since its steep edges can directly demonstrate radiated susceptibility of a microstrip line. This is an application case to identify the availability of the model. Specific parameters of the analytic circuit model are derived and comparisons of calculated and measured results of transmission line pulse responses for the matched microstrip line confirm the accuracy of the model. Furthermore, transmission line pulse responses of a microstrip transmission line with arbitrary loads and contributions of electric and magnetic field couplings are calculated. The effect of terminal load on the response of a microstrip transmission line is obtained, which can be helpful for load-selection to improve radiated susceptibility estimation of a microstrip transmission line.     

具有带阻特性的印刷U型超宽带天线设计

本文设计制作了一种具有带阻特性的印刷U型超宽带微带天线。采用在接地面上开一个矩形槽来实现天线的带阻特性,通过改变矩形槽的长度和宽度可以调节阻带宽度,并对阻抗和辐射特性进行了讨论。仿真结果表明,可以通过改变矩形槽的宽度来改变阻带的位置和宽度,可实现天线频带宽度（S11≤-10 dB）为2.8～10.5 GHz,相对带宽达116%,并能精确阻隔WLAN（5.725～5.85GHz）频率段。实验结果表明该天线适用于超宽带系统的应用。