一种抑制封装中电源噪声的新型电磁带隙结构

面向高密度集成系统级封装中同步开关噪声引起的电源完整性问题,设计了一种新型电磁带隙结构。该结构由互补开口谐振环单元结构和类L-bridge型的单元间连桥结构形成,刻蚀缝隙以降低贴片的有效电容,增大连桥长宽比以增加贴片的有效电感。采用电磁全波仿真软件HFSS对所提出结构进行建模与仿真。仿真结果表明,以抑制深度-40 dB为标准,能够达到12.9 GHz的超宽禁带,明显优于常规电磁带隙结构,可以更好地抑制同步开关噪声。

一种紧凑型电磁带隙结构双陷波超宽带天线设计

基于单EBG结构设计一种带有双陷波功能的超宽带单极子天线。以杯型贴片构成天线辐射单元,馈线处引入半圆开口谐振环-电磁带隙(Semicircular Split Ring Resonator Electromagnetic Bandgap,SCSR-EBG)结构,通过将半圆环型EBG结构开口,构成谐振回路,从而在EBG陷波频率的基础上产生第二陷波频率。与传统EBG结构相比,该结构紧凑,陷波性能明显,单个SCSR-EBG单元(0.13λc1*0.065λc1)可以有效消除WiMAX和WLAN两个频段干扰。仿真和测试结果表明,天线在陷波频段处驻波比(Voltage Standing Wave Ratio,VSWR)>10,通带内具有稳定的辐射特性,可应用于超宽带通信系统。

级联电磁带隙结构对双频微带天线互耦的影响

一种均匀面片尺寸的图钉型电磁带隙结构只能实现一个表面波带隙,而将不同参数的图钉型电磁带隙结构级联可以实现多个或宽带的表面波带隙。利用不同金属面片尺寸的图钉型电磁带隙结构级联的方法实现双带的表面波带隙。设计两种均匀的电磁带隙结构,使其带隙范围分别覆盖天线的两个工作频带,然后将这两种结构级联起来,加载于两个缝隙天线单元之间。仿真分析和实验结果表明,级联型的电磁带隙结构可以有效抑制表面波,在两个频率带内同时减小互耦。

一种新型的双带电磁带隙结构

提出了一种曲折型缝隙加载的新型双带电磁带隙结构,这一结构可以在相同介质层中利用一种单元实现双带的表面波带隙。使用无限周期的色散能带图分析其表面波带隙特性并加工了电磁带隙结构样品。应用一对探针耦合的方法测量了该结构的横电波(transverse electric,TE)和横磁波(transverse magnetic,TM)模式下表面波带隙,实验结果表明:利用色散能带图分析的表面波带隙与测量数据基本吻合,验证了缝隙加载方法实现双带表面波带隙的可行性。

一种新颖的小型宽阻带低通滤波器

提出了一种新颖的具有C-型几何结构的小型宽阻带低通滤波器。通过弯曲微带线,缩减了低通滤波器尺寸。采用补偿线和渐变技术对微带线进行调整,使所提出的低通滤波器获得了低插损,同时获得宽阻带。对提出的结构作了加工并进行了实物测量,结果表明,所设计滤波器的通带反射损耗的最大旁瓣幅度为-19.5 dB,阻带(S21<-20 dB)宽度为10.1 GHz,而且面积只有6.28 cm2。

具有谐波抑制功能微带线EBG功分器的研究

在对一种微带线电磁带隙(EBG)结构的集总等效电路模型及其传输特性进行研究的基础上,采用奇偶模分析方法将EBG结构分解成两个可以独立设计的简单电路,推导了采用EBG结构实现具有谐波抑制功能的W ilkinson功分器闭环设计公式,因此该文的设计方法简便有效。最后设计并研制了一个工作频率为2.4 GHz的功分器。该功分器在通带内的最大插损小于0.25 dB,回波损耗和隔离度均优于20 dB,3次谐波的抑制衰减大于25 dB,可应用于功率合成器、混频器等微波电路中。

加载电磁带隙结构的阶梯型微带天线设计及分析

为了减弱大气摩擦引起的高温损伤,航空飞行器雷达天线一般都会加装天线罩或介质窗,将电磁带隙(EBG)结构的禁带特性和阶梯型微带天线的带宽及良好的匹配特性相结合,设计了一种含介质窗的EBG结构阶梯型微带天线,并计算分析了天线的辐射特性及介质窗对辐射特性的影响。结果表明:EBG结构产生的带隙能够制约天线表面波的传播,改善天线的带宽和增益性能,且当介质窗存在时,该结构亦可降低天线与介质窗间的互耦效应。这为含介质窗的EBG结构阶梯型微带天线的设计和应用提供了一定理论参考。

一种新型紧凑电磁带隙结构

设计了一种新型叉状电磁带隙结构(简称EBG)。该型EBG结构与传统的蘑菇状EBG结构相比尺寸减小近40%。在不改变周期的情况下,通过调整伸长窄带长度可以改变带隙特性频率。测量结果显示,新型EBG结构在宽频带内具有良好的阻带特性。用在微波集成电路中,可以减小电路尺寸和抑制阻带内波纹。

一种抑制同步开关噪声的微波光子晶体结构

为了确保抑制高速电路中同步开关噪声(SSN)的微波光子晶体(EBG)结构在兼顾带隙特性的同时,还具有良好的信号完整性,采用枝条绕转单元贴片的方法设计出一种新型EBG结构。利用HFSS软件对新型EBG结构抑制SSN的特性进行建模仿真,并制备刻蚀有新型EBG结构的4层印制电路板,用安捷伦矢量网络分析仪对其禁带特性进行测试,实验结果与仿真结果吻合良好。通过眼图对新型EBG结构进行的仿真分析显示,新结构的信号完整性良好。

基于电磁带隙结构的微带天线小型化设计

提出了一种确定电磁带隙结构慢波波长的分析方法,利用电磁带隙结构支持慢波传播的特性,设计了一种小型化微带天线。以"*"型电磁带隙结构作为接地板,增大了天线的相对电长度。天线工作于2 GHz,相对带宽为2.57%,最大增益为5.45 dB,相比于传统天线,该天线的尺寸减小了40%,带宽有了一定的提高。最后,进行了天线的实物制作和测试,天线的实测结果和仿真结果吻合良好。

一种新型小型化微带天线设计

利用分形结构和电磁带隙结构设计了一种小型化的微带天线。该天线接地板为"米"型电磁带隙结构,辐射贴片采用Minkowski分形结构。天线的谐振频率为2.42GHz,带宽为27MHz,最大增益为3.1dB。相比于普通微带天线,天线的尺寸减小了61%,进行了天线的实物制作和测试,天线的实测结果和仿真结果吻合良好。

电磁带隙的超宽带阻带天线设计

设计了一种电磁带隙（EBG）结构。根据实际应用要求,在一种超宽带微带天线上加载电磁带隙单元,设计出一种阻带天线。对天线的多个参数进行讨论并优化设计,根据仿真实验制作出天线实物。实验结果说明：天线在3.11～5.97 GHz的频带范围内,电压驻波比（VSWR）值大于2;在5.46 GHz处达到了9.23的峰值,阻带范围覆盖Wi MAX（3.4～3.7 GHz）,C-band（3.7～4.2 GHz）,WLAN（5.15～5.35 GHz/5.725～5.825 GHz）这三个频段,且天线增益在阻带内明显降低。

基于EBG封装技术的E波段功率合成放大器研究

基于过模波导功率合成技术及电磁带隙(EBG)的封装结构,设计并制作了工作在71~76 GHz、81~86 GHz的两款4路E波段功率合成放大器。设计的波导T型结功分/合成结构将标准波导通过阶梯渐变波导转换至过模波导,降低了高频功率合成器的加工难度,实现了E波段高效功率合成。设计了周期性金属销钉形成的EBG结构,抑制了金属腔体在高频时产生的谐振模式和平行板模式,提高了腔体的隔离度,实现了高频功率器件的封装。研制的两款固态功率放大器经测试,在71~76 GHz和81~86 GHz范围内,合成功率典型值为8.5 W和7.9 W,典型电源转换效率为12.1%和14.4%,两款功放的T型结合成效率都超过92%。

具有多频带特性的微带电磁带隙结构

利用分形结构的自相似性，通过在微带信号线两侧引入“H”型分形，研制了一种微带电磁带隙结构．该结构在0～15GHz频率范围内显示出了多禁带和通带的频带特性．实验中运用传统的印刷电路板工艺制作了这种微带电磁带隙结构，并通过矢量网络分析仪和时域有限差分方法分别得到了实验结果和模拟结果，证实了这种微带电磁带隙结构具有多禁带和通带的频带特性．

一种新颖的S型宽阻带电磁带隙低通滤波器

提出了一种新颖的具有S型几何结构的小型宽阻带电磁带隙微带低通滤波器。通过把微带线弯绕成S型曲线形状,缩减了电磁带隙微带低通滤波器尺寸,而且同时获得了宽阻带。通过采用双面的几何结构,并采用补偿线和渐变加窗技术对地面缺陷进行调节,使所提出的低通滤波器获得了低插损,而且使阻带宽度进一步加宽。对所提出结构作了加工并进行了实物测量,测量结果表明,所设计滤波器的通带反射损耗的最大旁瓣幅度为-22 dB,阻带(S21<-20 dB)宽度为9.2 GHz,而其面积仅为36 mm×20 mm=720 mm2。

面向封装电源噪声抑制的人工电磁结构设计

为了减小电磁带隙结构的面积和增加其抑制频段的数量,根据电磁带隙结构的工作基本原理和电磁特性,通过改变传统型电磁带隙结构的上平面形状,增加刻蚀沟壑来改变其等效电容电感值从而设计出面积小、抑制频带数量较多的新型电磁带隙结构。新型电磁带隙结构相较于传统型电磁带隙结构在面积上缩减了65.4%,并且增加了电磁抑制频段数量,提升了该结构在传输高速信号的系统封装和电路板电源噪声抑制方面的应用范围。

基于U型双平面电磁带隙结构的小型化低通滤波器

提出了新型的微波低通滤波器结构,利用人工电磁谐振结构的基本特性,当谐振单元的结构尺寸满足一定条件时,会产生带隙特性,阻带的频率宽度和抑制深度随着谐振器的阶数而变化,由此也会增大电路的结构尺寸。为了改善电磁带隙结构的频率响应特性,将周期性谐振单元在基板两侧对称分布,并通过在传输线上添加开路枝节谐振器和马刺线结构来增加传输零点,从而增大阻带频率宽度和带内抑制深度。同时,将渐变理论应用于电磁带隙结构以改善通带波纹系数。与传统电磁带隙结构相比,所设计的改进型电磁带隙结构既可以改善频域传输特性,又可以减小电路尺寸。

介质型EBG结构对同步开关噪声抑制的有限元分析

研究了介质型电磁带隙结构对高速电路中电源/地平面间同步开关噪声的抑制作用。该介质型电磁带隙结构在抑制同步开关噪声的同时未破坏高速信号的电流返回路径,使高速信号的信号完整性得以保持。利用电磁场有限元方法将电源/地平面间同步开关噪声抑制的三维问题转化成二维问题进行处理,提高了计算效率。分析了介质型电磁带隙结构的介电常数对噪声抑制带宽的影响,利用了三维全波电磁场仿真软件HFSS对二维数值结果进行仿真验证,仿真结果与数值计算结果基本吻合,验证了二维数值算法的正确性。

基于新型EBG结构的微带天线小型化设计

本文利用电磁带隙结构的慢波特性,设计了一种构造简单的小型化微带天线。把"#"型EBG结构连接在接地板上,采用50Ω微带线馈电,减小了慢波波长,增大天线电尺寸。仿真结果表明,天线工作在1.89GHz,相比于传统金属接地板天线,该天线中心频率减小0.57GHz,更好实现小型化的目的。。

高速电路中电源/地平面间同步开关噪声的抑制研究

提出一种将介质型电磁带隙结构与电源平面分割技术相结合,用于抑制高速电路电源/地平面间同步开关噪声的新方法。利用Ansoft HFSS建立相应三维电磁仿真模型并对其进行数值仿真,结果表明:若以-40 dB为噪声隔离标准,噪声可在0.01~0.66 GHz与0.91~4.11 GHz范围内得到有效抑制,并且噪声最大抑制深度可达-152 dB。对以分割电源平面为参考平面的单端微带信号线的信号传输质量进行分析,结果表明单端微带信号线的插入损耗在0.01~4.46 GHz范围均大于-3 dB,证明本方法在抑制同步开关噪声的同时可以保持较好的信号传输质量。