高隔离度Ka波段平面魔T的设计

提出了一种适合于毫米波微波集成电路(M IC)的高隔离度平面魔T结构,该结构属于一种新型的180°平面型混合网络。基于传统的微带混合环原理,引入了微带-槽线过渡的结构,两个端口之间的180°相移通过微带-槽线转换结构实现,从而实现了输出端口的隔离。该结构采用多节阻抗匹配网络,增加了工作带宽,使微带-槽线过渡结的寄生耦合最小化。通过设计可实现得到最小尺寸的槽线终端,降低了微带-槽线过渡结的辐射损耗。引入的等效电路模型有效地提高了平面魔T的设计。借助CST软件,仿真优化了λg/4变换器以及微带-槽线转换结构的阻抗匹配,提高了隔离度。实验结果表明:在工作带宽(34～36 GHz)内,该结构输出端口2和3的隔离度达20 dB,输入端口回波损耗低于18 dB,插入损耗1 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。     

基于槽线与微带过渡结构的高隔离巴伦设计

提出了一种基于槽线与微带过渡结构的新型高隔离巴伦。首先,本设计采用槽线与微带的过渡结构,它与魔T的腔体结构类似,能够在工作频段内输出严格平衡的两路信号。同时采用槽线与微带的过渡结构可以使本设计更加紧凑方便地集成于一层基板上,这种紧凑的平面结构可以很好地克服腔体魔T体积大,不易集成的缺点。然后,在距离槽线到微带过渡结构半波长处的输出端口加由电阻和微带线构成的隔离网络,这样就可以产生很好的隔离度。实测结果显示,该巴伦在7~10GHz的插损为1.9dB,隔离度在6.1~11GHz大于17dB,并在6.2~7.3GHz和8~11GHz频段内隔离度大于20dB,两输出端相位差为180°。     

一种新型混合结构X频段宽带功分器

分析了不对称槽线混合结构T型接头的传输特性,设计了一种由不对称槽线混合桥结构组成的X频段宽带功分器,应用于8~10.3 GHz频段。该功分器主要包括微带-槽线过渡结构和不对称槽线混合桥结构,在实现电磁能量耦合传输的同时还具有良好的功率分配性能。电路没有引入专门的相移电路就可实现可调的相移。电路仿真结果表明,在工作频段内,回波损耗优于-15 dB,插入损耗优于-5 dB,隔离度优于-5.8 dB。测试结果与仿真结果基本吻合,证明了设计的有效性。     

一种新型宽带平面和差网络

提出了一种新型的基于环形电桥结构的宽带平面和差网络。首先提出了一种新型的宽带微带/槽线转换结构,然后将该结构引入到传统的环形电桥结构中,优化设计了一种改进型环形电桥,最后采用四个改进的环形电桥构建了双平面和差网络。测试结果表明:在4.05～7.425GHz的频率范围内,八个端口的驻波均小于2,输入端口之间的隔离度均在20dB以上,输出端口之间的隔离度大于30dB,和端口的插入损耗小于0.5dB,差端口的零值深度小于-30dB。该和差网络具有性能优良、结构简单、制作成本低等优点,在宽频带单脉冲雷达天馈系统中得到了成功的应用。     

新型微带-槽线转换接头的设计

提出并设计了两种新型的微带线-槽线转换接头,分别由微带T型分支、槽线T型分支构成,接头可以很容易地实现低特性阻抗(Z0)微带线至高特性阻抗(近似于4Z0)槽线之间的转换.实际制作了X波段槽线型背对背接头并进行了测试.结果表明,在36%的频带内插入损耗小于1.75dB.     

宽带波导-微带一分四功分器设计

提出一种Ka频段宽带一分四功分器的结构,采用宽带波导E面T形结加波导-探针-微带过渡的结构。对E面T形结构进行改进,实现宽带功率二等分,然后两路输出通过波导双路微带探针过渡实现四路功率分配。使用三维电磁仿真软件Ansoft HFSS对该结构进行仿真优化,结果表明,在26.5⁴0.0GHz内,回波损耗小于-20dB,传输损耗小于0.3dB。     

一种新型毫米波8路功分器/合成器的设计

设计了一种Q波段8路功分器/合成器。利用波导功分器及微带功分器混合设计,提出了波导-微带4路功分器与3 dB Wilkinson电桥一体化设计思想,设计出一种较高隔离度,结构紧凑的新型8路功率分配器/合成器。通过高频电磁仿真软件(HFSS)仿真设计,在42 GHz~47 GHz频带范围内,8路分配器输出端口反射损耗优于-19 dB;8路输出端口的幅度不平衡度小于0.25 dB,相位不平衡度小于0.5o,插损小于0.25 dB;4个输出口之间的隔离度大于9 dB,是一种较为理想的8路功率分配器/合成器,在实际小体积高合成效率要求的固态功率合成领域,以及具有小体积的多路信道实现中,具有较高的应用价值。     

基于介质集成悬置槽线的差分至单端功分器北大核心CSCD

设计了一种基于介质集成悬置槽线的宽带差分至单端功分器。采用槽线与微带线耦合的差分过渡结构,实现了差分电路与单端电路的互连。在较宽的工作频率范围内实现了较好的共模噪声抑制。在10.52~15.58 GHz的频率范围内,测得差分端口处的回波损耗优于10 dB。输出端口在10.1~15 GHz的频率范围内保持15 dB以上的隔离度。差分工作模式下,功分器输出的两路信号具有幅值相等、相位相反的特点。所设计的电路基于多层板结构,将槽线及其核心电路悬置于多层板内置的腔体中,具有自封装、低辐射损耗等优势。     

带状线宽带Wilkinson一分四功分器的设计

研究并设计了一种带状线宽带Wilkinson一分四功分器,实验结果显示,该功分器在6GHz～14GHz的宽频带范围内性能良好,其隔离度在整个频带范围内大于35dB,同时输入与输出端口均实现了良好的匹配且各输出口幅度相位一致性良好。     

基于复合腔结构的MEMS双模微带天线设计

设计了一种基于腔结构的双模偶极子天线,其频率在2.44GHz和4.38GHz,利用MEMS开关实现双波段的操作.根据偶极子天线原理,设计了单模微带偶极子天线,使用开关结构将两个单模偶极子天线连接在一起,实现了双模天线的功能.利用三维电磁场软件HFSS分析了设计结构,包括开关、天线,在0～10 GHz得出开关性能插入损耗在-1dB以下,天线回波损耗在-26dB以下.频率为2.44GHz时、回波损耗为-13.2dB、2dB的辐射效率为89%,频率为4.38GHz时,回波损耗为-21.9dB、3dB辐射效率为96%,带宽都在0.5GHz左右.     

波导带通滤波器与微带转换装置的设计

利用三维仿真软件HFSS首先设计了K波段7阶电感E面带通波导滤波器,以及波导-微带转换器.其中波导滤波器的中心频率为19 GHz,带宽为3 GHz,带内损耗小于0.1 dB,端口反射小于-20 dB;而波导-微带的转换器在16～20.8 GHz的带宽内端口反射小于-20 dB,带内损耗小于0.1 dB.然后将两者有效结合为一体,其工作带宽为17.5～20.5 GHz,带内损耗为0.3 dB,端口反射小于-15 dB,带外抑制小于-30 dB,可以满足实际系统应用的需求.     

一种可用于体域网的小型化超宽带天线设计

基于FR4环氧板,设计了一种可用于体域网的非对称共面波导馈电的超宽带天线。该天线由Y型贴片、梯形地板和三叉戟共面馈线组成。Y型贴片、圆形贴片、三角形贴片实现4~5 GHz的中低频处带宽小于-10 d B的效果,梯形地板和三叉戟共面馈线实现7~14 GHz的高频处带宽小于-10 d B的效果。该天线采用非对称共面波导的馈电方式,具有良好的共面性与高度的集成性,使得天线的总体尺寸更小,辐射贴片的面积为22 mm×21 mm。与以往的小型化超宽带天线相比,该天线具有尺寸更小、带宽更宽的优势。经网络矢量分析仪测试结果表明,该天线在2. 14~11. 32 GHz的超宽带频段内回波损耗小于-10 d B(相对带宽为136. 4%),可适用于2. 4/5. 2/5. 8 GHz无线局域网、3. 5/5. 5 GHz WiMAX、LTE频段38和LTE频段40。同时,该天线距离人体大于5 mm时的比吸收率(SAR)小于2 W/kg,满足国际标准。     

A Narrow Bandwidth Microstrip Band‐Pass Filter with Symmetrical Frequency Characteristics

This letter proposes a band‐pass filter (BPF) with two transmission zeros based on a combination of parallel coupling and end coupling of half‐wave transmission lines. The fabricated BPF exhibited a narrow bandwidth and two transmission zeros near the pass‐band due to the end‐coupled and shielding waveguide. At the center operation frequency of 60 GHz, the 20 dB bandwidth of the BPF is 1.0 GHz, which is almost 2% of the center operation frequency, and the insertion loss is 3.12 dB. Two transmission zeros reach approximately 40 dB at 58.5 and 62.5 GHz. The simulation results almost agree with the measured results.     

X波段SIW广义切比雪夫超结构滤波器设计

基于基片集成波导设计了一种正交分裂环谐振器,并证明了该谐振器具有双负特性。将该超结构放置于双层基片集成波导中,得到了具有频率选择特性的四端口耦合结构。将加载正交分裂环谐振器的耦合结构与广义切比雪夫滤波器相结合,设计了一种X波段SIW广义切比雪夫超结构滤波器。仿真结果表明,设计的滤波器满足了中心频率为10.519 GHz、相对带宽为0.25%、通带内的插入损耗小于-1 dB、回波损耗小于-20 dB的技术指标。     

双频带巴伦馈电的宽带双频印刷偶极子设计

研究一种巴伦馈电双频印刷偶极子天线。为了使印刷偶极子天线工作在WLAN 频段,H 形状的缝隙开在偶极子两个臂上。优化无巴伦馈电的辐射单元,使得天线在回波损耗小于-10 dB 的情况下工作在2.4 GHz (2180-2750 MHz)和5.2 GHz (5040-5480 MHz)。为了展宽带宽,本文设计了一种改进的Marchand 巴伦,它能提供两个谐振点以增加阻抗带宽。通过优化辐射单元和双频带巴伦,设计了工作在2150-2750 MHz 和5050-6230 MHz 的印刷偶极子天线。设计公式在文章中已经给出,计算和测试结果吻合得很好。     

Microstrip-fed crossed-slot array antenna

A microstrip-fed crossed-slot array antenna having a circular polarisation is developed. First, a single crossed-slot antenna, that can radiate a circularly polarised wave in the broadside direction, is designed and its coupling level to the microstrip line is analysed. Based on this result, an eight-element crossed-slot array is designed and its characteristics are experimentally investigated at 12 GHz band. The return loss of -17 dB is obtained at the design frequency of 11.85 GHz, and the axial ratio of less than 3 dB is achieved over the fractional bandwidth of 5%.     

2～20GHz分布式单片放大器设计

介绍了一种采用0.15μm GaAs PHEMT工艺设计加工的2～20 GHz宽带单片放大器,为了提高电路的整体增益和带宽,在设计电路时采用两级级联分布式结构。此种电路结构不仅能够增加整体电路的增益和带宽,还可以提高电路的反向隔离,获得更低的噪声系数。利用Agilent ADS仿真设计软件对整体电路的原理图和版图进行仿真优化设计。后期电路在中国电子科技集团公司第十三研究所砷化镓工艺线上加工完成。电路性能指标:在2～20 GHz工作频率范围内,小信号增益>13.5 dB;输入输出回波损耗<-9 dB;噪声系数<4.0 dB;P-1>13 dBm。放大器的工作电压5 V,功耗400 mW,芯片面积为3.00 mm×1.6 mm。     

毫米波固态功率放大器的高效合成器

介绍了毫米波固态功率放大器的应用与发展现状,提出了一种新颖高效的2×2鳍线叠层式毫米波宽带功率合成结构,利用三维电磁场软件HFSS建模仿真,在32～36 GHz带内回波损耗小于-20 dB,插入损耗小于0.1 dB,与实测结果符合较好,据此研制出10 W功率模块。并设计了低损耗八合一空间波导合成器,实测带内回波损耗小于-20 dB,插入损耗小于0.25 dB,最终研制出在32～36 GHz内输出功率大于70 W的饱和脉冲固态功率放大器,合成效率为87%以上,合成效率较高。     

宽带巴伦的研究与仿真

在宽带Marchand巴伦设计中,为获得高宽带,并得到较好的端口匹配性能,采用三线耦合微带线代替双线耦合线增加耦合度以扩展带宽。同时利用电容、电感补偿法和阻抗网络法提高端口匹配性能。仿真结果表明：在满足宽带的要求下,端口匹配度、输出平衡度和相位差都得到较大改善。在20GHz～55GHz带宽内,S22,S33均小于-15dB,S23小于-10dB,S21在-3.6dB左右,幅度差为0.1dB左右。