基于UC-EBG的紧凑微波光子晶体研究

为了提高微波光子晶体结构尺寸的紧凑性,根据其局域谐振原理和等效电路分析模型,对已有的电磁带隙(EBG)结构进行了改进,得到了一种新型EBG结构。该结构通过引入弯曲折线延长了电流长度,增大了等效电感效应,同时采用了螺旋结构,延长了等效磁流,增强了等效电容效应。实验结果表明,新结构能够产生频率带隙,其带隙中心频率比已有的EBG结构低48.1%,且相对带宽也有24.3%的改善,达到了实现紧凑宽带EBG结构的目的。

微波光子晶体的相位特性研究

为了实现微波光子晶体结构的小型化,根据其等效电路分析模型,提出了三种不同结构的双层电磁带隙(EBG)结构,通过仿真得到三种不同结构EBG的反射曲线,并与传统的单层EBG结构进行仿真和比较,进而分析了各种双层EBG的电磁反射特性的特点。仿真结果表明:三种EBG结构均存在零位相反射,但其反射频率不相同。与单层同参数的EBG结构相比,两种加载金属地平面的双层EBG结构的零位相频率点向高频移动,而未加载地平面结构的双层EBG结构所对应的零位相频率则向低频方向移动,该现象为小型化EBG单元结构提供了依据。

1维微波光子晶体频率选择性反射面

研究了一种由多层介质交替排列的1维微波光子晶体,应用传输矩阵法计算和分析了该结构周期数、波的入射角、介质的相对介电常数以及介质层厚度等对其频率选择特性的影响,并具体给出了一个可行的设计方案。所设计的频率选择表面在3.2-4.0 GHz频率范围内,反射系数大于0.99,在9.5-9.7 GHz频率范围内透射系数大于0.98。

平面型紧凑微波光子晶体研究

为了提高微波光子晶体尺寸的紧凑性,根据其带隙结构的局域谐振原理和等效电路分析模型,对传统的UCEBG结构进行了改进,提出了一种新型EBG结构。该结构通过引入弯曲折线延长了电流长度,增大了等效电感效应,同时采用了更长的边缘耦合,延长了等效磁流,增强了等效电容效应。实验结果表明,新结构能够产生频率带隙,其带隙中心频率比传统的UCEBG结构低36.5%,且相对带宽保持不变,达到了实现紧凑UC-EBG结构的目的。

基于微波光子晶体缺陷模特性的材料介电损耗测量方法

为了精准测量电子材料在特定微波工作频率的介电损耗,提出一种基于微波光子晶体缺陷模特性的材料介电损耗测量方法。利用缺陷微波光子晶体结构的微波局域特性,将被测材料设计为微波光子晶体的缺陷层结构;采用传输矩阵方法计算和模拟了缺陷透射峰值与被测材料介电损耗之间的关系。结果表明,被测材料的介电损耗因数与缺陷透射峰值呈显著的单值函数关系,当介电损耗因数从0增加到1.0时,缺陷透射峰值从1.0降低到0.21。因此,通过实验检测到被测材料缺陷透射峰值后,利用所建立的材料损耗因数与透射峰值之间的关系,可以非常灵敏地反演出被测材料的介电损耗。

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。

共面紧凑型微波光子晶体在共面波导中的应用

提出一种地平面刻蚀共面紧凑型微波光子晶体(PBG)的共面波导结构,介绍了微波光子晶体的基本单元结构,并设计出具有90°弯折的共面波导样品。使用矢量网络分析仪测试该结构的散射参数,测量结果显示,其传输特性比普通的共面波导在高频部分具有较大的提高。同时,相比于传统的三维微波光子晶体,该结构具有导体损耗小,加工工艺简单,便于应用于光电封装和单片微波集成电路的特点。

基于等离子体缺陷层的一维可调谐微波光子晶体滤波特性

等离子体填充到一维介质-真空微波光子晶体的缺陷层构成一种可调谐单通道滤波器.据等离子体的强色散特性,其等效折射率与电磁波频率及等离子体频率等参数有关,因而可以通过改变等离子参数,使一维微波光子晶体缺陷层的谐振频率发生偏移,实现微波光子晶体的可调谐滤波特性.介质层和等离子体层分别采用了时域有限差分(FDTD)算法及分段线性电流密度卷积时域有限差分(PLJERC-FDTD)算法.数值模拟表明,通过改变等离子体频率可以实现滤波通道在光子禁带内较大带宽范围的移动.

基于共面紧凑的宽带隙微波光子晶体研究

针对一般共面紧凑电磁带隙(UC-EBG)结构相对带宽较窄的问题,根据EBG结构的局域谐振原理和等效电路分析模型,对传统的UC-EBG结构进行了改进,提出了一种新型EBG结构。该结构通过引入弯曲折线延长了电流长度,增大了等效电感效应;采用了更长的边缘耦合,延长了等效磁流,增强了等效电容效应。实验结果表明,这种新型EBG结构在同样紧凑的尺寸下,(带隙)的相对带宽可达40.9%～45.2%,比文献结构提高了约14.6%～18.9%,实现了紧凑宽带隙UC-EBG的设计目的。

基于缺陷微波光子晶体的冷等离子体电磁参数诊断

等离子体特性电磁参数是研究等离子体应用技术的基础,为了精确地获取冷等离子体的电磁参数,提出一种基于等离子体缺陷微波光子晶体的冷等离子体电磁参数测量方法。利用传输矩阵法模拟了等离子体电磁参数与微波光子晶体缺陷透射峰的频率偏移量和峰值之间的关系。结果表明,等离子体缺陷微波光子晶体缺陷峰频率偏移量和峰值与等离子体频率和碰撞频率具有明确对应关系。因此,通过测量等离子体缺陷微波光子晶体缺陷透射峰频率偏移量和峰值,可以敏感地反演出被测等离子体的等离子体频率和碰撞频率。该方法的优势在于实现了等离子体电磁参数的非接触式和高灵敏度测量。

共基板微带天线隔离技术研究

对共介质基板结构微带天线的隔离措施进行了论述。通过分析天线基板表面波耦合现象及数值仿真结果,总结了改善该结构天线隔离度的一般规律。提出一种改进型微波光子晶体结构,创新性地将其用于天线间隔离,其性能明显优于普通的隔离措施。制作了试验实体,测量数据与数值仿真吻合较好,验证了隔离措施的有效性。所得结论和试验结果为改善相似结构天线的隔离度提供了依据。

利用新型EBG结构消除相控阵天线扫描盲点

在印刷天线中,已经证明了高阻表面基板可以有效地减少表面波激励。该文研究了利用高阻表面基板的微带相控阵天线的性能。研究结果表明,利用高阻表面基板可以消除相控阵天线扫描盲点。提出了一种新颖且有效的高阻表面结构,并在高介电常数的基板上基于该结构设计及仿真了由同轴线馈电6×6的微带相控阵天线。仿真结果表明,提出的高阻表面结构可以有效地改善微带相控阵天线的性能。

共基板小型化微带天线阵去耦技术研究

本文研究了共基板小型化微带天线阵去耦技术,用以增加微带天线阵元间的隔离度,从而提升天线阵性能。通过应用调整阵元间距、天线阵元排布方向和采用微波光子晶体结构等三种去耦技术,能够使天线阵元隔离度提高3d B以上,在小型化卫星接收设备研制方面具有可观的应用前景。