无磁性光子晶体类T型非互易性双通道滤波器设计

基于无磁性二维光子晶体设计了一种由直线波导及矩形谐振腔构成的类T型非互易性双通道滤波器。矩形谐振腔具有局域多频率电磁波且电磁波传播方向可调的特性，直线波导的结构尺寸决定了其对不同对称性电磁波的承载能力。利用矩形谐振腔和直线波导的特性实现了非互易性双通道滤波功能。实验结果表明：正向传输情况下，滤波器实现了中心波长分别为1534 nm和1574 nm，带宽分别为16 nm和8 nm的滤波传输，对应的插入损耗分别为0.4 dB和0.36 dB，通道间隔离度为33 dB和22 dB；反向输入情况下，电磁波对称模式的不匹配导致无法传输。这表明设计的双通道非互易滤波器滤波效果良好，在未来全光通信集成领域具有潜在的应用价值。     

光子晶体磁性微腔非对称耦合的非互易传输

为了实现光的非互易性传输,在一维光子晶体中插入两个非对称的金属磁性材料缺陷层。插入的金属磁性材料在光子晶体中形成了不对称的磁性微腔。运用适用于磁光材料的传输矩阵方法研究结构的传输特性。由于金属磁性材料破坏时间反转对称,同时非对称微腔结构打破了空间反转对称,使得结构产生了非互易性的传输。随着入射角度的增大,非互易通道的间距也不断增加,并在50°时达到最大值,然后逐渐减小。当外加磁场增大时,非互易通道的间距也随之不断增大并且在某一特定值时达到最大值。最终的结果采用基于有限元法的电磁场仿真软件进行仿真验证。     

光纤陀螺光纤环轴向磁敏感性研究

磁敏感性是光纤陀螺(FOG)的主要误差源之一,而光纤环是主要的敏感源。在外界磁场作用下,光纤陀螺中会产生一个非互易相位差,影响陀螺的精度。相关实验表明保偏(PM)光纤环中轴向磁敏感性比径向磁敏感性更显著。主要从三个方面研究了轴向磁场对光纤陀螺的影响机理,包括轴向磁场平行分量引起的光纤随机扭转法拉第磁场漂移、光纤几何扭转引起的法拉第非互易相位差以及轴向磁场垂直分量引起的非法拉第非互易相位差。对理论结果进行了仿真分析和实验验证,结果表明:由垂直分量磁场引起的非互易相位差是光纤陀螺轴向磁敏感性的主要原因,其大小与光纤环骨架半径密切相关;骨架半径越小的光纤环,轴向磁敏感性越强。     

W波段单刀双掷开关

实现了一种采用微波开关（PIN）二极管设计的低插损、高隔离度的 W波段单刀双掷开关（SPDT）。电路采用了改进的 Y 型结和梳状线高通滤波器形式的鳍线结构,有效提高了端口隔离度,降低了插入损耗。仿真结果显示,导通端口在88 GHz～99 GHz内的插入损耗小于0.7 dB,断开端口隔离度大于58 dB。测试结果显示,在频段90 GHz～95 GHz内,输入端口与输出端口1之间的插入损耗低于3.7 dB、隔离度高于33 dB;输入端口与输出端口2之间的隔离度高于33 dB、插入损耗低于3.8 dB。     

非互易波导光栅的滤波特性与应用

根据磁光材料的非互易特性和波导光栅的滤波特性,介绍了一种磁光波导光栅的非互易滤波特性及其应用.该磁光波导光栅采用法拉第旋转系数为4800°/cm的掺铈钇铁石榴石(Ce:YIG)材料、单模的脊型补偿墙截面结构和cosine型变迹光栅结构的设计.利用有限差分法和等效折射率法模拟该磁光波导光栅非互易效应的大小,同时结合耦合模理论和转移矩阵法对该磁光波导光栅的非互易滤波特性进行分析.结果表明,对于TE模和1550 nm波段,该磁光波导光栅正反向传输的中心波长偏移0.8 nm,带宽0.4 nm(-20 dB).这种非互易滤波特性可以用来实现波长选择光隔离器和光分插复用器(OADM)等集成光学器件.     

AlGaAs/GaAs PIN超宽带微波毫米波单刀三掷开关

研制了基于异质结AlGaAs/GaAs PIN二极管的超宽带微波毫米波开关单片。通过异质结外延材料结构的设计和MOCVD生长技术、高台面PIN开关电路制备工艺技术、超宽带模型管S参数测试与电路设计,制作了一款0.05～50 GHz的超宽带PIN单刀三掷开关。测试结果表明：该微波毫米波开关在0.05～18 GHz频带内插入损耗为0.5～0.75 dB,隔离度大于41 dB;18～50 GHz频带内插入损耗为0.75～1.2 dB,隔离度大于27 dB;具有低插入损耗和高隔离度的开关切换特性。     

基于时空调制的频率可重构非互易性滤波器

针对现有的非互易性器件均依赖于磁性材料来打破时间反演对称性,存在体积笨重、成本高、无法与集成电路加工工艺兼容和难以实现集成化等问题,提出采用时空调制的方法来打破时间反演对称性,实现电磁波的非互易性传输,设计实现无需磁性材料偏置的可集成化的非互易性滤波器。通过控制该滤波器内各调制谐振器所加载的直流偏置电压,可以实现工作频率的可重构特性。所设计的非互易性滤波器集成了滤波器和隔离器的响应,能够在紧凑的平面结构内实现对带内有用信号的高效定向传输,同时抑制带外杂散信号的干扰,展现了全新的电磁波传输特性。     

可抑制带内信号干扰的集成化滤波器

移动通信和物联网的快速发展迫切需要器件向小型化、集成化方向发展。文章以平面微带结构二阶滤波器为例,阐述了滤波器对带内信号抑制的基本工作机理,并提出一种采用时变调制电路方式抑制带内信号干扰的非互易性滤波器。滤波器抑制带外杂散信号干扰的同时,也可以抑制带内同频信号的电磁干扰,且具有与集成电路加工工艺兼容的优势,有助于实现器件的集成化。微带结构的二阶滤波器仿真结果表明,滤波器对带内信号传输隔离度优于13 dB。非互易性滤波器的研究探索为电磁安全与防护提供了新思路与新方法。     

基于GaAs PHEMT工艺的Ka波段三通道开关滤波器

基于0.15μm GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺设计了一款22～42 GHz的宽带三通道开关滤波器芯片。该开关滤波器由单刀三掷开关、带通滤波器、控制电路构成。开关采用场效应晶体管(FET)串并结合结构实现。带通滤波器采用梳状结构，一端加载金属-绝缘体-金属(MIM)电容实现。芯片集成了2∶4线译码器作为控制电路，实现通道的选择和切换。芯片尺寸为3.0 mm×2.4 mm×0.1 mm。测试结果表明，三个通道的插入损耗均小于8.5 dB,带内回波损耗均小于-10 dB,带外衰减均大于40 dB。该开关滤波器芯片具有插入损耗小、隔离度高、集成度高、阻带宽的特点。     

阻带有衰减极点的微波带通滤波器

研究了阻带有衰减极点的微波带通滤波器的设计方法.从理论上证明了中间谐振器上加载电容器能在阻带低端形成衰减极点,并推导出计算极点位置的关系式.设计了中心频率为945 MHz的5级带通滤波器,它是由5个介质同轴谐振器和1块介质基片构成,第3个谐振器上加载电容,在915MHz处形成衰减极点.用εr=38的微波介质材料制成了实物,滤波器插入损耗小于2.5dB,915MHz处衰减大于62dBc,测量结果与设计相吻合.该滤波器已用于通信系统中.     

双轴同轴型微波介质滤波器的仿真与设计

在介绍双轴同轴型谐振微波介质滤波器结构及工作原理基础上,利用理论公式计算与HFSS10.0三维有限元仿真的混合设计方法,设计了满足性能要求(插入损耗为–3dB以上;–3dB带宽为18MHz以上)的微波介质滤波器。滤波器试样实际测试结果表明,该设计方法正确可行,测试结果与仿真结果有很好的一致性,最终设计出的滤波器插入损耗为–2.83dB,–3dB带宽为35MHz。     

Ni含量对Nd2Fe17磁粉吸波性能的影响

采用高能球磨和微氧化气氛热处理制备了Nd2(Fe1-rNix)17(x=0,0.05,0.15,0.50)吸波粉体,研究了Ni的含量对NdFeNi粉体的相组成和吸波性能的影响.结果表明:当x=0,0.05,0.15和0.50时,样品的组成相均是Nd2Fe17、α-Fe和Nd2O3相.NdFe样品对电磁波的损耗以介电损耗为主;NdFeNi样品对电磁波的损耗以磁损耗为主.随着Ni含量的增加,样品对微波的吸收峰逐渐向低频移动,且其反射率逐渐升高.     

Ni含量对Nd_2Fe_(17)磁粉吸波性能的影响

采用高能球磨和微氧化气氛热处理制备了Nd2(Fe1–xNix)17(x=0,0.05,0.15,0.50)吸波粉体,研究了Ni的含量对NdFeNi粉体的相组成和吸波性能的影响。结果表明:当x=0,0.05,0.15和0.50时,样品的组成相均是Nd2Fe17、α-Fe和Nd2O3相。NdFe样品对电磁波的损耗以介电损耗为主;NdFeNi样品对电磁波的损耗以磁损耗为主。随着Ni含量的增加,样品对微波的吸收峰逐渐向低频移动,且其反射率逐渐升高。     

基于磁性光子晶体的高性能微波带通滤波器

提出了一种基于磁性光子晶体的高性能微波带通滤波器。仿真计算和实验测量结果表明,该滤波器矩形系数好,插入损耗小,带外抑制高且带内平坦。研制的中心频率为10.75 GHz的通带滤波器,带宽达1.3GHz,通带内插入损耗小于5dB,带外抑制50dB以上。改变磁性圆柱的半径或磁性光子晶体的晶格常数可设计出工作在不同频段,具有不同带宽的微波滤波器。     

P-GN/Ni复合材料的制备及其微波吸收性能研究

本文采用一步溶剂热法成功制备了磷掺杂石墨烯/Ni纳米复合材料(P-GN/Ni),并系统研究了其微纳结构和微波吸收性能。透射电镜(TEM)结果显示Ni纳米颗粒呈海胆状,并均匀地负载在半透明褶皱的磷掺杂石墨烯(P-GN)上。相比单独的海胆状Ni纳米颗粒,P-GN/Ni纳米材料表现出优异的微波吸收能力。在厚度仅为1.5 mm时,复合材料在17.3 GHz下反射损耗值(RL)达到了-34.8 dB且有效吸收带宽(RL<-10 dB)为3.7 GHz。复合材料的厚度为1.5-5.0 mm时,其有效吸收带宽为14.9 GHz(3.1-18 GHz),覆盖S波段到X波段,在微波吸收领域具有潜在的应用价值。微波吸收机制研究表明P-GN的引入,一方面利用磁损材料与电损材料的协同效应优化了阻抗匹配,另一方面极大地增加了材料的电导率和界面极化能力,提高了复合材料对电磁波的衰减能力。     

Multipassband electronically tunable magnetostatic wave filter

A new design for a multipassband microwave filter based on magnetostatic waves propagating in a multilayer planar ferrite structure is described. The experimentally realised filter had two passbands of 10 MHz bandwidth and 5-6 dB insertion loss separated by 400 MHz, and was tuned with an external magnetic field over the 2.5-4 GHz range.<>     

铁硼加入量对NdFeB材料吸波性能的影响

采用高能球磨和微氧化热处理方法制备了铁和硼含量不同的钕铁硼(NdFeB)吸波粉体,研究了铁硼加入量对NdFeB粉体吸波性能的影响。结果表明:所制NdFeB粉体和NdFe粉体均由α-Fe、Nd2O3和Fe2O3相组成;向Nd2Fe14B粉体添加30%的Fe后,其反射率最小值从–7.02 dB降低到–13.63 dB,吸收峰频率从6.80 GHz升高到10.6 GHz;NdFe粉体对电磁波的损耗以介电损耗为主,而NdFeB粉体对电磁波的损耗以磁损耗为主。向70%Nd2Fe14+30%Fe粉体加入B后,其反射率最小值降至–13.63 dB、吸收峰频率升至10.6 GHz。     

Specific features of the anisotropy of low-temperature microwave magnetoresistivity of lightly doped <Emphasis Type="Italic">p</Emphasis>-Ge due to the presence of light and heavy holes

The microwave magnetoresistivity of lightly doped (nondegenerate) p-Ge has been studied by the electron spin resonance method. This technique can be employed to record the derivative of the microwave absorption with respect to the magnetic field on the assumption that changes in this absorption are proportional to changes in the conductivity of a semiconductor. At the 10-GHz frequency of the electromagnetic field, the averaging time of the effective masses of light and heavy holes at low temperatures is substantially longer than the oscillation period. This makes it possible to study the individual responses of light and heavy holes to the magnetic field. It is shown that the microwave magnetoabsorption associated with light holes only slightly depends on the direction of the magnetic field relative to the crystallographic axes of Ge. At the same time, the signal related to heavy holes changes by several times when a sample is rotated in a magnetic field. The experimental results are correlated with the theory of the classical magnetoresistive effect.     

微氧化温度对NdFeB粉体微波吸收特性的影响

采用熔炼-高能球磨-微氧化-晶化热处理的工艺,制备了NdFeB磁粉,借助X射线衍射仪和网络矢量分析仪等,研究了不同微氧化温度下制备的NdFeB粉体的相组成和微波吸收特性。结果发现:经100℃氧化后再晶化的NdFeB粉体由α-Fe、Nd2O3、Fe2O3相组成,而经200℃氧化后再晶化的NdFeB粉体由α-Fe、Nd2O3相组成;在6~18 GHz频段上100℃氧化后再晶化的粉体的微波吸收效果较好,而在2~6 GHz低频段上200℃氧化后再晶化的粉体的微波吸收效果较好;经200℃氧化后再晶化的NdFeB粉体的磁损耗和介电损耗较大。     

扁平化对FeSi吸波材料微波电磁性能的影响

为阐明吸收剂颗粒形状与吸波材料微波电磁性能之间的关系,采用机械球磨工艺对气雾化球形FeSi合金粉末进行扁平化处理并制成FeSi吸波材料。借助SEM和矢量网络分析仪,研究了球磨时间对FeSi颗粒形貌及1～18GHz内吸波材料电磁参数与吸波性能的影响。结果表明:随着球磨时间的增加,FeSi颗粒的扁平率增大。与未球磨样品相比,球磨32h的FeSi合金吸波材料的ε'在整个频率范围内增大了0.5倍,μ'(在1GHz时)由1.24增大到1.94,μ"(在1GHz时)由1.00增大到1.30。扁平化处理明显改善了FeSi吸波材料的低频吸波性。