小型化波导-微带复合功分网络设计

功分网络是有效载荷的重要组成部分,低驻波比、低损耗和轻小型化是航天器功分网络设计的重点。为实现一种新型高效功分结构,文中研制了一种Ka频段波导-微带复合功分网络,采用高集成一体化结构设计,集成了24通道的功率输出能力,有效降低了功分网络的体积和重量。实测结果显示,在23.4~24.59 GHz频带范围内,总口驻波比1.3,插入损耗1.6 d B,分口隔离度20 dB,且端口一致性良好,实现了一种轻小化、多通道、低损耗的功分网络设计,在星载毫米波功率合成领域的应用前景广阔。

V波段波导-微带探针转换器设计

采用高频仿真软件HFSS仿真设计了V波段E面探针方式的波导-微带探针转换器结构,并加工制作了实物样件.经测试样件实测结果表明,在频率50～60 GHz的范围内,转换器的插入损耗＜0.5 dB,与仿真结果基本吻合,适合广泛工程应用.

毫米波LTCC组件中的波导-微带转换

介绍了Ka波段LTCC(低温共烧陶瓷)组件中矩形波导-微带的一种新型转换结构。这种转换结构通过波导和微带间的开槽耦合以及在LTCC多层布线基板中用金属填充通孔阵列等效替换波导壁而实现。此类型波导到微带的转换无需将安装在波导内的LTCC基板加工成特殊形状,便于加工,而且转换对LTCC基板和波导的机械安装公差要求较低。

一种X波段磁场耦合式波导-微带转换结构

波导-微带转换器是微波集成电路和天馈线系统中的重要器件。结合具体应用,设计了一款新型、宽带磁耦合式波导-微带转换器。和传统结构相比,本设计用双层的贴片结构代替金属块状阶梯脊,通过在贴片上加载金属过孔来展宽转换的带宽;将阶梯状金属贴片和微带探针一体化设计,从而避免了焊接带来的损耗和结构不稳定,并且减小了加工难度,降低了重量和成本。测试结果表明,波导-微带转换器的两个端口在8.85～11.52 GHz的频带内回波损耗小于-15 dB,插入损耗约为0.8 dB,均满足应用需求。

Ka波段宽带波导-微带转换结构设计与应用

为探索毫米波功放高功率稳定输出特性,设计研究了一种适用于Ka波段的共面输出新型波导-微带转换结构,采用HFSS仿真软件分析了结构可行性,并在样机上进行组装验证。通过优化转换结构,设计两段式微带的一体化结构矩形波导口作为射频输出,波导口尺寸为2.0mm×7.11mm,通过在波导微带探针结构中引入共面波导间的宽带互联结构,采用键合金丝串联微带与探针完成阻抗匹配,在确保薄膜探针可靠性组装的同时,可有效确保射频输出指标的一致性。最终产品性能测试覆盖33.5GHz~35.5GHz,实现了毫米波信号的优良传输,输出功率稳定保持40dBm~42dBm。该两段式微带-波导转换方式,具有功率较高、损耗较低的特点,加工一致性好,在微波毫米波领域具有非常广阔的应用前景。

K波段波导-微带转换装置的设计

应用微带探针直接插入波导的激励方法设计了一种用于毫米波MMIC电路的波导-微带转换装置。运用微带探针直接插入波导的激励方法,使得整体结构更加简单、紧凑,并且具有无需焊接和安装方便等优点。但一段耦合线E面微带探针的带宽比较窄,不能满足实际需要,所以把波导内的一段耦合线E面微带探针改进为两段耦合线E面微带探针。利用三维仿真软件HFSS对K波段E面探针方式波导-微带转换装置进行了仿真与优化设计,结果表明在16～20.8GHz的带宽内端口反射小于-20dB,带内损耗小于0.1dB,设计基本合理。

一种W波段介质密封型的波导-微带转换结构

提出了一种W波段波导-微带转换结构。该转换结构采用探针耦合转换的形式实现微波信号从矩形波导(BJ-900)到微带传输线的转换,并利用介质板实现波导口的密封。设计制作背靠背转换结构,在75~105GHz频率范围内测试结果:回波损耗优于-10dB,插入损耗小于3dB,泄漏率小于1×10-9Pa·m3/s。

基于波导-微带探针阵列的Ka全频段功率合成放大器的设计

采用基于波导-微带探针阵列的四路波导空间功率分配/合成结构,研制了一种Ka全频段1 W功率合成放大器。该模块中集成了驱动放大器以提高整个功放的增益。利用镜像原理,简化了具有对称性结构的波导-微带四探针功率分配/合成网络的仿真设计。在分析了屏蔽微带线相关寄生模式的基础上,合理设计腔体结构,保证了合成放大器在全频段内稳定工作。实测结果表明,在26.5~40 GHz的Ka全频段范围内,连续波饱和输出功率大于30.5 dBm,小信号增益大于40 dB。合成效率全频带内大于84%,36 GHz以下频段高于88%。

一种Ka波段宽带波导-微带转换器的研制

本文提出了一种宽带的波导微带转换器设计方法。利用高频仿真软件HFSS设计了工作频率覆盖ka波段的波导-微带过渡结构。与以往的波导-微带过渡结构相比,这种结构具有宽频带、气密性好、易于加工集成等优点。矢量网络分析仪对样品的测试结果表明,设计的转换器在ka频段26.5GHz—40GHz频率范围内,插入损耗小于0.5d B,端口驻波小于1.4。

一种Ku波段波导-微带转换器的研制

本文利用三维高频仿真软件HFSS设计并分析了中心频率为15GHz的波导-微带过渡结构。这种结构的输入输出是直通方向的,与以往的波导-微带过渡结构相比,这种结构体积小、气密性好、更利于小型化。根据测试结果,设计的过渡结构在13GHz—17GHz频率范围内有良好的性能,插入损耗小于0.5dB,端口驻波系数小于1.35。

新型波导-微带对脊鳍线过渡设计

介绍了一种新型的宽带波导-微带对脊鳍线过渡设计。它利用对脊鳍线自身结构的调整,就可以对频带内谐振频率产生抑制作用,不需外加任何谐振抑制结构或金属孤岛,减少了设计和制造的复杂性。这种紧凑的过渡模型不仅结构简单、尺寸短小,而且可以在宽频带范围内实现较低的插入损耗和回波损耗,方便工程上的应用。对实验样品的测试表明,在Ka全频段内其插入损耗小于0.8 dB。

一种基于波导-微带转换的X波段功率分配/合成网络设计

针对X波段高功率信号功率合成/分配需求,提出一种基于波导结构、集成波导-微带转换的功率分配/合成网络。将4路波导功分/合成器和波导-微带转换探针进行级联,并借助三维电磁仿真软件设计优化。实测结果表明,在f 0±0.55 GHz频段内,4个输出端口幅度一致性优于±0.35 dB,相位一致性优于±3.5°,幅度一致性和相位一致性良好,满足工程应用需求。

X频段波导-微带转换

本文利用Ansoft公司研发的三维电磁场仿真软件HFSS，通过对波导一同轴以及同轴一微带转换的研究，设计并制作了中心频率为9．5GHz的波导-微带转换结构，分析了影响过渡性能的因素，给出了仿真结果及腔体尺寸。实物测试结果表明，在9～10GHz的范围内，其插入损耗小于0．2dB，驻波小于1．5，满足工程要求。

一种新型Ku波段波导-微带功率合成器

采用HFSS电磁仿真软件设计了一款新型Ku波段波导-微带功率合成器,在12.7GHz^16.8GHz范围内波端口反射系数小于-20d B,微带端口到波端口的插入损耗在3d B±0.1d B内,相位差为180°±8°内,具有很强的实用价值。

一种改进型基片集成波导-微带过渡器的仿真设计

在直接型基片集成波导-微带过渡器研究的基础上,将基片集成波导的两排通孔延伸至微带线部分,通过调节延伸出的通孔表面的覆铜宽度改变两种传输线间的阻抗匹配情况。为了验证设计思路的正确性,设计了12~20 GHz的基片集成波导-微带的过渡器。仿真结果显示:在12.4~20.5 GHz频带范围内各端口均回波损耗均小于-20 dB,实现了良好的匹配。

一种基片集成波导-微带过渡器的仿真设计

基片集成波导是一种新型传输线,具有高Q值、易于集成、高功率容量等优点.在研究基片集成波导基本理论的基础上,为了便于器件间的互连,设计了一种基片集成波导-微带的过渡器.为了验证设计思路的正确性,设计了12~18 GHz的基片集成波导-微带的过渡器.仿真结果显示:在12~18 GHz范围内,各端口均回波损耗均小于-20 dB,实现了良好的匹配.

共面波导-微带耦合谐振器测量风力机叶片覆冰厚度研究

风力机叶片覆冰现象严重影响其安全、经济运行,开展覆冰厚度在线测量技术研究具有重要的实际意义。本文提出了共面波导-微带耦合谐振器测量覆冰厚度的方法。通过耦合谐振器等效电路分析,得到了介质厚度测量的理论关系式;建立了耦合谐振器电磁场仿真模型,在谐振器表面覆盖不同介电常数、不同厚度的介质,计算得到了谐振器的谐振频率,进而得到了测量介质厚度的通用关系式,给出了谐振器谐振频率、介电常数和介质厚度之间的函数关系;制作了共面波导-微带耦合谐振器,开展了谐振器表面覆冰实验,测量厚度和实际厚度的相对误差在15%以内,验证了共面波导-微带耦合谐振器测量风力机叶片表面覆冰厚度的可行性。该方法对研究飞机机翼覆冰及其他介质厚度测量具有一定借鉴意义。

W频段微带-波导转换

研究了W波段微带到波导的转换技术。通过对波导-同轴以及同轴-微带转换的研究，给出了转换设计的一般步骤以及计算公式。为了提高转换性能，采用了两截2／4阻抗变换段进行微带与绝缘子探针的阻抗匹配，有效改善了驻波系数。这种方式具有密封性好、可靠性高的优点，被广泛采用。在75～77GHz的频带范围内，两个转换的总插入损耗≤2．5dB，回波损耗≤-18dB。

一种Ka波段微带-波导转换的设计

设计出了一种Ka波段微带-波导鳍线转换结构,实测结果表明频带内插入损耗小于0.3dB,回波损耗优于20dB,端口驻波优于1.20。

一种气密型毫米波微带-波导变换结构

设计了一种适用于毫米波频段由微带平面电路过渡到波导传输线的气密型变换电路结构。在设计中采用一段波珠同轴金属探针插入矩形波导H面和一段矩形空气槽金属探针搭接50Ω微带线实现微带到波导的阻抗变换,该结构具有低损耗和可气密封装的特点。以Ka频段为例验证了该方法的有效性,背靠背测试结果显示:在26.5 GHz^40 GHz范围内插入损耗小于1.5 dB,回波损耗小于-15 dB。