基于HFSS的带线结环行器的仿真与应用

铁氧体带线结环行器广泛地应用在移动通信设备中,文章基于结环行器场理论和路理论(等效谐振电路),以双Y型带线结环行器的仿真设计为例,研究如何采用有限元分析法,利用3维全波电磁场分析软件HFSS设计和仿真带线结环行器,并介绍带线结环行器的应用.     

Ku波段自偏置微带双Y结环行器的设计和制作

目前商用环行器均需要外加偏置磁场,体积大,难集成。利用厚度为0.2mm的锶永磁铁氧体材料,基于带线结环行器理论,设计、优化并制作了一种自偏置微带双Y结环行器,器件无需外加偏置磁场,可显著降低环行器的体积和重量,便于集成化。测试结果和仿真结果基本吻合。测试结果表明,制作的器件在17.5GHz和29.3GHz频率点处均呈现明显的环行性能。在17.5GHz处,电压驻波比为1.3,插入损耗为4.2dB,隔离损耗为20.4dB。在29.3GHz附近,隔离损耗为18.1dB。在30.3GHz附近,插入损耗为3.1dB,电压驻波比约为1.2,最后探讨了所制作的环行器的插入损耗偏大的原因。     

基于M型六角铁氧体Ba(ZnHf)0.08Fe11.92O19的自偏置微带环行器设计

电子信息技术的发展对环行器提出了低损耗、高隔离度及小型化的要求，采用具有高剩磁比(M_r/M_s)和强各向异性场(H_a)的BaM自偏置铁氧体材料有利于提高环行器性能和减小器件尺寸。在阐述高度取向M型六角铁氧体Ba(ZnHf)_0.08Fe_11.92O₁₉制备工艺的基础上，表征了材料的相结构、微观形貌和磁性能。根据环行器设计理论，基于0.25 mm厚度的BaM铁氧体材料仿真设计了工作于Ku波段的双Y结和开槽多Y结环行器。仿真结果表明，两种环行器均在12.44 GHz处显示出良好的环行功能，电压驻波比均小于1.22。在中心频率附近，双Y结环行器插入损耗为0.61 dB,相应的隔离度为26 dB,20 dB带宽为1.3 GHz;开槽多Y结环行器插入损耗为0.505 dB,相应的隔离度为36 dB,20 dB带宽为1.03 GHz。相比于双Y结环行器，开槽多Y结环行器在保证器件性能的前提下，能够有效改善插入损耗和隔离度等性能，并有利于减小环行器尺寸。     

偏心铁氧体圆柱加载波导Y结环行器的分析

采用点匹配法结合坐标变换分析了偏心全高铁氧体圆柱加载波导Ｙ结环行器的特性，讨论了铁氧体圆柱相对于结中心的偏移对环行器性能产生的影响．由数值计算结果可见：（１）偏心铁氧体柱加载波导Ｙ结环行器可被用作具有低插入损耗、小驻波和高隔离的高性能Ｙ结隔离器；（２）非对称波导Ｙ结环行器性能的非对称性可以通过偏移铁氧体柱加以校正．     

8mm波导结环行器的仿真设计

介绍一种8mm波导结环行器的仿真设计方法,分析了环行器内部的电磁场,在仿真时采用了Ansofl Hfss和Ansofi Maxwell软件实现电磁联合仿真,有效的保证了仿真的准确性.在32.5GHz-36GHz频段,实测结果为驻波小于1.2,损耗小于0.4dB,隔离大于20dB.     

L波段高功率双结波导环行器

介绍了采用部分高度双铁氧体圆片和脊梁阻抗变换器设计L波段高功率压缩矩形波导结环行器的方法,结合传统设计方法和HFSS软件的仿真分析对环行器进行了仿真和优化,给出了仿真分析结果.同时采用λg/4变换波导与标准波导相连的方法,研制出L波段高功率双结波导环行器,给出实验结果.环行器的单结损耗小于0.25 dB,功率容量可达8 kW.     

带线双Y结环行器设计

由于双Y结具有尺寸小。频带宽的独特优点,目前已广泛用于带线结环行器设计。本文在本征值理论的基础上,首先讨论带线双Y结环行器的分析方法,分析了影响环行器性能的一些主要因素,给出了主要的分析结果。而后介绍了带线结环行器的设计与优化方法,本文中介绍的设计方法不同于导纳斜率法。     

H面波导Y结环行器分析

铁氧体结环行器是一种多功能多品种的非互易微波器件。波导结环行器大多采用H面Y形结构。图1表示目前常见的一种H面波导Y结环行器的结构及其相应的等效电路。这种结构采有功率容量较高和频带较宽的优点。由图1可见,从三角形铁氧体结的一个稜边看入的等效电路是一个并联谐振电路,因此铁氧体结的输入阻抗Z_L可写成     

射频结环行器的设计流程与仿真

铁氧体环行器是移动通信的重要器件之一,他具有单向传输特性,在基站的发射和接收系统中已经被广泛使用。选取比较典型的中心导体为双Y型带线结环行器作为设计对象,工作频段在GSM的接收频段925~960 MHz,根据设计指标,给出了设计步骤和计算机仿真结果。仿真数据完全满足设计要求和性能指标,这表明经典理论设计与计算机仿真相结合对射频结环行器设计有较强的指导意义。     

CDMA 870～880MHz频段的结环行器设计

利用带线结环行器的相关理论．设计7870～880MHz结环行器．最看实现的环行器在0．5～1．5GHz内,插入损耗≤0.4dB,最小隔离麦≥20dB．电压驻波比≤1．20．符合基站用环行器的技术指标。[编者按]     

单向器的分类及其基本特性

单向器是一种两端口器件,信号沿一方向传播时的正向损耗比沿反向传播时的损耗小得多,所以又称隔离器。早期的单向器大多采用法拉弟旋转式、场移式或共振式结构,现在更多采用在三端结环行器的一个端口上连结匹配负载而构成单向器。所以隔离器的性能要求与环行器几乎完全相同。单向器一般应用于无线电通讯、导航、信标系统,各种雷达系统,电视设备,微波测量系统。近期,国家无委在关于审批无线寻呼发射台站站址技术要求的通知中,要求各发射天线在水平距离和垂直距离小于２５０米和９米情况下,其寻呼发射机应加装单向器或单向器加滤波器…     

圆波导Y结环行器

本文介绍一种Y型波导结环行器———圆波导环行器 ,它由装有铁氧体样品的圆柱形结腔及其侧面连接的三段互成 12 0°的圆波导组成 ,并在Ku波段上利用有限元法对这种Y结环行器的性能进行数值计算和实验测量。所得结果表明这种结构的环行器可以实现环行性能。本文从理论上也分析了腔体内上下介质不对称对环行性能和圆波导主模TE11极化面的影响     

单向器及其在无线寻呼中的应用

单向器是一种两端口器件,信号沿一方向传播时的正向损耗比沿反向传播时的损耗小得多,所以又称隔离器。早期的单向器大多采用法拉第旋转式、场移式或共振式结构,现在更多采用在三端结环行器的一个端口上连接匹配负载而构成单向器。所以单向器的性能要求与环行器几乎完全相同。单向器一般应用于无线电通信、导航、各种雷达系统、电视设备、微波测量系统中。近期,国家无委在关于审批无线寻呼发射台站站址技术要求的通知中,要求各发射天线的水平距离和垂直距离分别小于２５０ｍ和９ｍ情况下,其寻呼发射机应加装单向器或单向器加滤波器。这…     

结环行器的相位特性

利用带线结环行器的相关理论，导出了结环行器的相位特性，并进而分析环行器的常规参数与插入相位变化的关系，通过实验验证了理论结果，对环行器的设计，调试具有一定的指导意义。     

三角形结环行器中心频率的计算

本文给出了三角形结环行器中心频率的计算公式,并将理论结果与实验值进行了比较,两者相当一致。     

自偏置钡铁氧体微带结环行器的研究

本文采用HFSS微波仿真软件设计了中心频率在25GHz的微带结环行器,仿真结果表明,该环行器在中心频率附近的插损S12为2dB,隔离S21为20dB。根据设计的结构参数,采用半导体工艺制作了微带结环行器,测试结果表明,该环行器在中心频率25.6GHz附近的插损S12为14.9dB,隔离S21为22.4dB,显示了初步的环行性能。     

结环行器的设计流程

根据结环行器理论,推导出通用的设计公式,提出设计流程,并据此设计出二公分波段带线环行器,验证了方法的有效性。     

大功率波导结环行器的实验研究

总结了几年来对工作在主副谐振峰之间的波导三端结环行器的理论探讨与研制实践 ,展示了产品性能 ,提出了一些个人体会。     

一种P波段小型化带线结环行器的设计

文章介绍了一种P波段小型化中功率带线结环行器,使用Ansoft HFSS中进行仿真和优化。该环行器的中心频率820MHz,相对带宽30%。在整个带宽内,插损≤0.2d B,隔离≥20 d B,驻波≤1.20。     

自密封式双转门介质套波导Y结环行器的三维电磁场理论分析和数值计算

本文使用模式匹配法和点匹配法等,第一次详尽地给出自密封式双转门介质套波导Y结环行器的三维电磁场严格理论;3毫米频段上93.5～97.0GHz范围的实验结果,与理论分析数值计算吻合良好。