接地共面波导与芯片级联结构设计与优化

针对传输线与芯片级联时产生阻抗突变,导致传输效率下降的问题,基于接地共面波导与芯片级联结构,提出了一种适用于X~Ka波段的匹配带线解决方法。通过S参数提取芯片的输入阻抗,并对射频电路中的阻抗不连续点进行分析,设计阻抗匹配电路并建立三维仿真模型。通过有限元仿真分析,讨论了匹配电路和键合引线中心间距对射频传输性能的影响,对比分析了不同结构及不同匹配电路的传输性能差异。仿真结果显示:在X~Ka波段范围内,匹配电路可令接地共面波导与芯片级联结构的S11<-21 dB,S21>-0.19 dB。优化后的接地共面波导与芯片级联结构可在降低传输损耗的同时显著提高射频信号的隔离度,减少信道串扰,为厘米波频段下射频电路的设计提供理论参考。

一种新型共面波导馈电Ku波段准八木贴片天线的设计

本文设计了一种中心频率为15 GHz、基于共面馈电结构的Ku波段准八木“贴片”天线,该天线结构相对简单、工作频段较宽并且具有较高的增益特性。该设计通过分析、添加并且优化寄生竖向“贴片”的方式实现特定频率范围内电感或电容的改变,从而达到提高天线带宽的目的。研究还表明:在两侧竖向“贴片”的两端添加横向“贴片”,通过调整横向“贴片”的方向,以及改变寄生贴片的参数,可以进一步地提高天线带宽。本设计提出的准八木“贴片”天线的工作频段比初始天线相对带宽提高了13.3%,工作频带内峰值增益达到8.3 dBi,平均增益达到7.5 dBi,工作频带内平均效率为75%。该新型天线可广泛应用于无线通信系统中,并可用作阵列元为设计相控阵、有源阵列以及毫米波成像阵列提供支持。

超宽带低损耗带状线-共面波导垂直互联设计

随着电子技术向更高集成度和小型化发展,三维电路布局日益普及,其中毫米波信号在表层与内部电路间的有效传输变得尤为关键。本研究设计了一种新型超宽带低损耗的带状线-共面波导垂直互联结构,以应对互联结构中寄生电感和电容引起的信号反射和辐射问题。通过等效电路模型分析和参数初步设计,结合三维场仿真优化,确定了最终设计参数。该互联结构采用0.2 mm直径的通孔实现连接,并具有仅0.8 mm直径的隔离环,保证了结构的简洁性和易于加工的特点。仿真结果表明,该设计可实现DC~80 GHz的宽带覆盖,S_(11)小于-13 dB,S_(21)大于-0.4 dB,显示出优异的性能。为了匹配测试系统,设计了测试板转换至同轴接口的转换结构,使其工作频率达到40 GHz。实际测试结果显示,在DC~40 GHz范围内,回波损耗小于11 dB,插入损耗小于0.4 dB,进一步验证了设计的有效性和实用性。

一种超宽带非对称共面波导-槽线转接器的研究

为了提高共面波导与槽线连接的灵活性，并展宽其带宽，该文提出一种超宽带非对称共面波导-槽线转接器结构。利用时域有限差分法，基于PML吸收边界条件，计算了非对称共面波导-槽线转接器在1～12GHz的S参数，分析了非对称共面波导槽宽比对转接器性能的影响。从计算结果可以看出，非对称共面波导槽宽比对转接器性能的影响呈现出一定的规律性，从而得出非对称共面波导结构与槽线的连接，在设计灵活性、阻抗匹配及带宽展宽方面均优于对称共面波导-槽线转接器。

面向CAD的非对称共面波导模型及分析

本文首次提出了一个上下屏蔽的多层介质非对称共面波导模型 ,并进行了分析 .给出了它的有效介电常数 ,单位长度电容和特性阻抗的解析表达式 .并且对由模型所演变出的一个具体实例进行了数值计算和实验测试 .最后对该模型所能够演变出的具体CPW的种类进行了归纳与分类 .

基于共面波导的超宽带环形天线设计

阐述设计的一种安装在PCB基板上的超宽带天线,采用共面波导馈电,通过加载一个环形辐射贴片,在馈线上切割一个插槽,以提高辐射特性。该天线用于物联网设备、超宽频段和部分x波段等。

一种新型叉指式共面波导的设计与制作

设计制作了一种新型叉指式共面波导传输线并对其性能进行了初步的研究。通过微加工技术加厚的接地线可以减少传输线平行部分之间的相互干扰，仿真和测试表明在5～20GHz范围内其回波损耗有两个极小值，极小值的位置随传输线结构参数的变化而变化。以-20dB为基准，这两个极小值附近的带宽可以达到1．95GHz，相对带宽分别可以达到23．5％和9．97％，相应的插入损耗在0．33dB／cm和0．5dB／cm左右。这种传输线有助于减小器件整体尺寸，在带通滤波器和移相器的设计方面有重要用途。

多层屏蔽共面波导模型及其实验(英文)

提出了一个屏蔽多层共面波导模型。由这个模型可以演变出 2 0种非对称共面波导。为了获得特性阻抗和相对有效介电常数的封闭解析表达式 ,采用保角变换方法对所提出的模型进行了分析。然后利用该模型分析了一个共面波导的特例 ,对这个特例进行了计算并制作了这个特例的样品。采用时域反射法对样品的特性阻抗和相对有效介电常数进行了测试。通过比较理论计算与实验结果 。

共面波导馈电的超宽带天线研究

设计了一种共面波导馈电的超宽带（UWB）天线,其阻抗带宽达到341%。所设计的天线印刷在尺寸为28mm×21mm×1.6mm,介电常数为2.65的聚四氟乙烯介质基板上。同时为了实现该天线与WLAN（5.725~5.825GHz）系统的协同工作,本文在共面波导的地面上刻蚀一个矩形槽,实现UWB与WLAN系统的兼容。利用高频结构仿真软件HFSS对影响天线性能的主要物理参数进行仿真、分析和优化,得到天线的优化尺寸。实验结果表明,该天线比传统微带贴片天线性能有了较大的提高,从而表明了利用共面波导馈电和刻蚀矩形槽的天线设计方法实现多种宽带通信系统兼容的可行性和有效性。

高阻硅上RF-MEMS共面波导设计及测量研究

设计并实现了基于高阻硅RF MEMS(射频微机电系统)共面波导传输线(CWP), 并测量和分析了不同偏压下的特征阻抗值。利用部分电容法和保角变换法得到的分析公式确定了特征阻抗为50Ω的共面波导的几何结构尺寸,采用MEMS准平面加工工艺在高阻硅衬底上实现了2.5μm厚的金共面波导结构。在施加不同直流偏压的情况下对所设计的共面波导进行了S参数测量。计算了Winkel多项式中所有系数的具体表达式,运用该多项式获得了共面波导的特征阻抗,并与传统的特征阻抗提取方法进行了结果比较。实验数据表明,在中心信号线上施加的直流偏压对S参数的影响很小,而对共面波导特征阻抗的影响较为明显,当施加的直流偏压从0 V变为38 V时,特征阻抗的实部会增加,变化幅度小于1.2Ω,虚部会减小,变化幅度小于0.8Ω。

双/三模基片集成波导和共面波导混合结构滤波器设计

针对微波带通滤波器小型化、高性能的应用需求,提出使用双/三模方形基片集成波导和共面波导混合结构设计带通滤波器.通过改变双模基片集成波导中TE_(102)和TE_(201)的谐振频率和外部耦合的强弱,可实现具有近似椭圆、非对称和无传输零点响应的双模滤波器;两个相同尺寸的共面波导作为谐振器蚀刻在基片集成波导表面,与TE_(102)和TE_(201)共同形成一个通带,设计具有多样性响应的四阶滤波器.在具有非对称响应四阶滤波器的基础上,使主模TE_(101)频率移动到该通带附近,设计更宽带宽的五阶滤波器.并对设计的滤波器进行加工和测试.测试结果与仿真结果吻合,表明了该混合结构设计高性能滤波器方法的可行性.

共面波导宽频带微带缝隙天线的设计与分析

为了扩展微带的天线频宽，减小微带天线尺寸，扩大其在小型化宽频带通信系统的应用，提出一种改进的基于共面波导（CPW）的宽频带微带缝隙天线．采用较低介电常数（εr=2．2）和厚度薄（h=0．8mm）的材料作为微带天线基板，使得天线尺寸缩减了30％．利用CST Microwave Studio仿真软件对其进行仿真，得出输入反射系数曲线S11和辐射方向图，其中心工作频率为3．52GHz，获得52％的阻抗带宽（S11〈-10dB），频率范围是3．07—4．11GHz，频带得到展宽．根据对影响天线性能的主要物理参数进行仿真、分析和优化，得到理想天线尺寸．实验结果表明，共面波导宽频带微带缝隙天线比传统微带贴片天线性能有了较大的提高，采用共面波导馈电是可行性和有效性的．

共面波导传输线电容准确测量及不确定度分析

介绍了低介质损耗共面波导(CPW)传输线电容测量方法中的反射系数测量及线电容外推测量技术,成功提取了商用校准基片101-190C上传输线的线电容。根据线电容算法模型,以校准件及矢网内部接收机动态幅相精度不理想作为误差来源,采用蒙特卡罗仿真对线电容测量结果的不确定度进行了评定。最后将线电容用于多线TRL校准,与NIST标定结果更接近,在40 GHz频率范围内,反射系数模值相差小于±0.02,传输幅度模值相差小于±0.05 d B,传输相位相差小于±1°。

共面波导馈电小型平面超宽带天线的设计与研究

首先提出了一种新结构共面波导馈电的小型平面超宽带(UWB)天线,该天线类似一般的共面波导馈电宽缝隙天线,为了获得超宽带工作特性,设计方案中采用了叉状结构的调谐支节,并将其辐射缝隙设计为多边形;通过数值计算研究了某些尺寸参数对天线输入特性的影响,在计算的基础上通过大量的实验详细研究了天线的频域工作特性,然后对其时域瞬时脉冲信号保真度特性进行了数值分析。计算与实验的结果表明,该天线具有超过3.2∶1的工作带宽和全向辐射特性,而且具有较好的线性相位传输特性和脉冲信号保真度,是一种有实用意义的超宽带天线。

共面波导馈电蝶形开口振子缝隙天线

讨论了共面波导(CPW)馈电蝶形开口振子缝隙天线。在缝隙振子天线两端加入蝶形开口结构,形成振子蝶形组合结构天线。使用有限元仿真软件(Ansoft HFSS)分析了设计的天线,结果表明组合结构天线具有振子天线与蝶形天线的优点:蝶形天线的宽带特性与振子天线的高增益特性,整个天线的性能得到提高。使用了两种馈电方式:感性耦合和容性耦合,感性耦合时组合天线的带宽特性较好,从振子天线5.9%提高到10.32%;容性耦合时增益特性较好,从振子天线的3.19dB提高至6.27dB。分析了衬底厚度对天线的影响,衬底厚度的增加使谐振频率降低,但对天线带宽的影响不大。

一种改进的共面波导馈电超宽带天线设计

提出了一种具有带阻特性的超宽带（UWB）共面波导（CPW）馈电平面圆形单极子天线的设计方法，采用该方法设计的天线完全满足超宽带无线通信所要求的3．1～10．6GHz频带范围，并且通过在圆形贴片上添加U型缝隙实现了4．85～5．87GHz频段上电压驻波比VSWR≥2：1的带阻特性。采用电磁场仿真软件HFSS绘出了天线方向图，仿真结果表明该设计实用、可行。

共面波导馈电超宽带天线研究

设计了一种刻蚀在单层覆铜介质基板上的共面波导馈电超宽带天线。所用介质基板由相对介电常数为2.65的聚四氟乙烯制成,尺寸为35.0 mm×35.0 mm×1.6 mm。利用仿真软件HFSS对该天线的参数进行了仿真和优化,并根据优化参数进行了实物天线的制作和性能测试。结果表明,通过在共面波导地面上刻蚀非对称结构的多边形槽,可使天线的频带宽度达到2.2-8.0 GHz（S11〈–10 dB）,相对带宽达到114%。该天线具有良好的方向图和增益性能,满足超宽带天线的性能要求。

共面波导馈电的超宽带天线的研究

本文设计一种共面波导馈电的超宽带天线(UWB),其阻抗带宽达到341%。所设计的天线印刷在尺寸为28×21×1.6mm3,介电常数为2.65的聚四氟乙烯介质基板上。并利用电磁仿真软件HFSS对影响天线性能的主要物理参数进行仿真、分析和优化,得到天线的理想尺寸。最后,对优化的超宽带天线进行制作,测试。实验结果表明,该天线比传统微带贴片天线性能有了较大的提高,从而证明利用共面波导馈电的超宽带天线设计方法,能够实现兼容多种通信系统的可行性和有效性。

共面波导(CPW)馈电单极子天线的设计与研究

给出一种工作于 90 0MHz的共面波导 (CPW )馈电单极子天线的设计。该单极子天线以共面波导的中心导带为辐射单极子 ,以中心导带两边的金属导体作反射板 ,结构简单紧凑。但是由于天线与共面波导之间缺少有效的隔离 ,造成天线性能受共面波导尺寸的影响较严重。本文通过模拟计算和实验测量详细分析了共面波导尺寸的变化对天线性能的影响 ,给出了结合共面波导尺寸设计的工作在 90

箭形共面波导超宽带天线的设计

利用单极子结构和共面波导特性设计了一种小型化超宽带箭形单极子天线。该天线带宽达到3.9~10.9GHz。使用三维电磁仿真软件HFSS12对天线进行仿真并进行优化,得到回波损耗、电压驻波比,增益等参数,其中回波损耗在3.9-10.9 GHz小于–10 dB,电压驻波比小于2。仿真结果表明该天线符合设计要求,在整个带宽频率范围内具有较稳定的增益和辐射方向性,其可广泛应用于商业超宽带无线通信领域中。