一种X波段三叉H型低电压RF MEMS开关设计

针对射频电路系统所需要的低电压,高隔离度,低插入损耗的应用需求,通过对开关正对面积对驱动电压产生的影响进行探究,设计了一款应用于X波段三叉H型的RF MEMS开关。开关具有六条悬臂梁作为支撑,通过增大上极板面积来降低开关的开启电压。分别使用HFSS和COMSOL对开关的射频性能和机械性能进行仿真,开关最终优化后,在8-12 GHz内,插入损耗为0.26~0.57 dB,隔离度大于31.30 dB。在10.1 GHz达到最优值,插入损耗为0.40 dB,隔离度为50.25 dB。开关电压在11V时就能够实现状态转换,开关的响应时间为18μs。此开关可与射频可重构器件结合,应用于新一代射频微波领域。

Ansoft HFSS仿真分析半波对称振子天线波长缩短效应

利用电磁仿真软件Ansoft HFSS,在5G信号n79波段内,取中心频率分别为4.2,4.4,4.6,4.7,4.8和5.0GHz进行仿真分析,得出这些频率的信号在实际天线中波长分别为64.04,61.22,59,96,58.7, 56.22,67.04 mm。表明,在实际天线中这些信号对应的波长与自由空间波长波长相比缩短率为6.1%。将此结果应用到信号频率分别为5和28GHz的天线仿真设计中,可计算出该频率信号在天线中的实际工作波长分别为117.4和10.06 mm。仿真结果表明,所得天线的谐振频率与预期吻合;天线的回波损耗,相对带宽,输出阻抗和方向增益皆满足移动基站通信天线的要求。

结构参数对微波介质滤波器电性能的影响

利用Ansoft-HFSS仿真软件对微波介质滤波器进行建模及仿真,总结了结构参数对其电性能影响的变化规律,并提取了最优的器件结构参数。采用传统的电子陶瓷生产工艺制备样品,利用此规律指导器件的后期调试工作。结果表明,中心频率f0=2 493.0MHz,插入损耗IL=1.539dB,3dB带宽BW3dB=30.2MHz,带内波动小于0.1dB,在f0-125MHz外带外抑制Ls>45dB;在f0+125MHz外Ls>65dB,电压驻波比VSWR<1.2。测试结果与仿真结果吻合,验证了该规律的可行性和正确性。

一种用于测量快前沿高压脉冲的电容分压器

设计一种基于大电容量低压臂的电容分压器,用于测量快前沿脉冲。首先介绍了电容分压的原理,然后阐述了基于低压臂和高压臂的设计结构,随后采用高频电磁场计算方法对分压器高压臂、低压臂和整机模型进行了参数设计,时域仿真结果表明能够满足18 MHz测量带宽的设计要求,较好地控制低压臂寄生电感,实现高分压比和较宽频带的电容分压。最后通过分压器仿真与样机实验测量,结果表明能稳定提高测量频带,且结构简单,满足对峰值较高(100 kV以上)上升时间短(20 ns)的脉冲测量,且满足装置小型化发展方向,能够应用于高压脉冲以及其他暂态电压的测量。

1616MHz微波介质滤波器的设计及制作

提出了一种利用Ansoft-HFSS软件辅助设计微波介质带通滤波器的设计方法。通过公式初步计算出器件结构参数,再利用软件建立器件模型,仿真优化,最终提取准确的结构参数,并采用传统的电子陶瓷生产工艺制备样品。结果表明,样品的中心频率为1 616.7 MHz,3 dB带宽为23 MHz,插入损耗为1.48 dB,电压驻波比小于1.23,带内纹波小于0.1 dB。测试结果与仿真结果相吻合,验证了该设计方法的可行性和正确性。

可控Metamaterial与结构的电磁波吸收特性研究

提出了一种可控超电磁材料Metamatrial与结构，研究了在4～10GHz范围内的电磁波传输系数与单站雷达散射截面（RCS）的电可控特性。对开口谐振环（Split ring resonators，SRRs）和带有p-i-n二极管的金属细线阵列，通过对间断处置有的5个p-i-n二极管施加电压来改变介质和整个结构的电参数的有效特性，从而实现电磁波的传输特性控制和此种材料与结构的电控制。应用金属波导理论、ANSOFT HFSS，高、低阻抗表面（HLIS）和辐射边界条件等模拟传输系数和单站雷达散射截面（RCS），得出整个超电磁Metamatrial材料与结构在谐振频带6．0GHz附近有好的近似导通与截止的控制特性；对于垂直入射的平面波，在不加铁氧体情况下RCS可减小-5dBm，传输系数约-30dB（5．4GHz附近）；添加铁氧体其谐振频率将朝低频发生位移，在谐振点附近传输特性表现为更差，而通、断可控特性表现为传输系数可调范围约-28dB，RCS可调范围约-10dBm。

频率选择表面的分析方法和仿真技术研究

采用有限元法对频率选择表面进行分析,研究Ansoft HFSS软件用于频率选择表面仿真的可行性。以六边形单元频率选择表面为实例探索Ansoft HFSS软件仿真频率选择表面的方法及过程。采用光刻技术制作出六边形单元频率选择表面样片。通过对仿真曲线和样片实测曲线的对比,证明Ansoft HFSS软件用于频率选择表面仿真的方法是正确的。同时,通过圆环和十字单元结构的实例,进一步验证了其仿真的可靠性。软件仿真中同时考虑了频率选择表面的频域特性和时域特性,而用传统的计算方法设计的频率选择表面只能考虑其中的一种特性,因此该仿真设计方法更准确。

一种抑制SSN的新型宽带平面电磁带隙结构

随着现代高速数字电路的快速发展,同步开关噪声（SSN）问题变得越来越突出。该文提出了一种适用于高速数字电路中抑制同步开关噪声的新型宽带平面电磁带隙（EBG）结构,并用Ansoft HFSS软件对该电磁带隙结构进行数据仿真分析。仿真结果表明,在抑制深度为-30dB时,其阻带范围为0.2~5.6 GHz,与传统的L-bridge型电磁带隙结构比较,阻带下限截止频率下降了500 MHz,阻带带宽增加了1.4GHz,相对带宽增加了38.1%,且能全向抑制同步开关噪声。

低旁瓣十六元缝隙微带天线阵的设计

工作频率为3．4～3．6GHz的低旁瓣十六元微带缝隙天线阵的设计方法，应用微带缝隙天线的理论及馈电方式设计天线阵元。通过谢昆诺夫单位圆辅助分析法对天线阵进行优化设计后，可实现天线增益为17．6dBi，而上侧第一副瓣电平能够达到-18dB，与同类产品相比是比较先进的。天线在Wimax宽带无线局域网接入中应用，具有良好的性能。借助Ansoft HFSS仿真软件对天线进行了仿真，仿真结果和实验结果基本一致。

宽带加脊喇叭天线的简化设计

加脊喇叭作为宽带天线的一种重要形式在雷达工程上的应用已愈来愈广泛。文中结合AnsoftHFSSEM软件仿真技术 ,给出了一种宽带加脊喇叭的简化设计方法 ,把加脊喇叭天线的设计分解成简单的 3个部分来进行 ,即同轴脊波导变换部分、喇叭部分、脊曲线的求解部分。该方法简化了脊曲线的求解 ,避免了繁杂的数学计算过程 ,运用Ansoft电磁场仿真软件进行优化得到较理想的结果。实测结果表明 。

利用左右手传输线设计一种小型分支线耦合器

提出一种利用左右手传输线和互补螺线谐振器电路设计的小型分支线耦合器,工作频率为720 MHz。将互补螺线谐振器电路替换原微带传输线,达到了缩小器件尺寸的目的。利用Ansoft HFSS进行了仿真,此种方法设计的分支线耦合器尺寸比传统的电路缩小50%,在中心频率处耦合度(S21,S31)为-3.2 dB,隔离度(S41)低于-20 dB,回波损耗(S11)低于-25 dB。

超宽带盘锥天线的分析与设计

为了设计出性价比更高的盘锥天线,从天线的设计原理及性能,分析了各种参数对天线性能的影响,通过改变天线的结构从而有效提升了天线的带宽。在理论计算的基础上利用电磁仿真软件Ansoft HFSS对所设计的盘锥天线进行了优化设计,优化的结果表明利用仿真软件设计的该盘锥天线有效的覆盖了100~400 MHz频带,在该频带范围内该盘锥天线的驻波比小于2.5。充分体现了该仿真软件的可靠性和高效性。

新型舰载机柜轻质门的电磁屏蔽设计与实验分析

传统铸铝合金舰载机柜门质量较重,且电磁屏蔽效果不理想,为了有效解决这一问题,设计了一种电磁屏蔽效果较好的新型机柜轻质门。介绍了新型舰载机柜轻质门的电磁屏蔽要求和结构形式,详细论述了其电磁屏蔽效能的理论分析,并利用Ansoft HFSS仿真软件计算仿真,探究其电磁屏蔽效能;同时,对实物进行了测试并分析测试结果。结果表明:所设计的新型机柜轻质门的屏蔽效能达到了设计目标,可以为电子设备的正常运行提供更好的保护。Ansoft HFSS仿真软件计算结果与实验验证结果较为接近,在设计阶段具有可行性。

射频识别系统微带二元天线阵的设计

本文介绍了目前常用的一些射频识别系统天线,并简要分析矩形微带天线的工作原理,在此基础上,设计出一种工作在2.45GHz的微带二元天线阵,同时在同相侧馈的馈电网络中进行天线的阻抗匹配。最后测得天线的驻波比、输入阻抗、增益和方向图。结果表明,二元阵天线的增益明显优于普通贴片天线,适合作为射频识别系统天线使用。

基于Ansoft HFSS的电磁场与电磁波课程图示化教学

为解决电磁场与电磁波课程理论性强、概念抽象的特点给课程教学带来的问题,以课程中电磁辐射部分内容为实例,展示了基于电磁仿真软件Ansoft HFSS的图示化教学模式。实践表明,利用Ansoft HFSS对电磁问题进行模拟并实现结果的可视化,能够帮助学生加深对相关理论及概念的理解,达到提高教学效果的目的。

互耦对波导缝隙天线阵设计的影响及修正

在充分考虑了外部互耦影响的基础上,设计了辐射缝隙分别在波导宽边中心一侧和两侧排列、阵列终端接匹配负载的缝隙行波阵天线;并运用以有限元法为原理的 Ansoft HFSS 天线设计软件对该天线进行仿真;比较可见在缝隙天线阵的设计中互耦对天线阵的频宽及波瓣有很大的影响,本文通过考虑互耦影响,对缝长和偏心距进行的修正方法是有效的。

ALD探测器的研制

论述了一种自动线路探测器(ALD)结构及其工作原理,并借助ANSOFT HFSS13.0软件的可视化功能,模拟出探测器附近的磁场强度分布,将复杂的磁路理论问题进行了简化,仿真所得结果印证了其原理性的逻辑描述.利用仿真所得数据,根据法拉第电磁感应定律,计算出接受线圈产生的感生电动势,计算结果与实际测量结果相一致.探测器组装简单,经过调试和封装后即可安装在轨检车上使用,目前,ALD探测器已在多个铁路局轨检车上推广使用,并取得了良好的效果.

宽带Antipodal Vivaldi天线的设计与分析

基于非周期天线理论,通过在传统Vivaldi天线的辐射区加载槽线,设计了一种新型Antipodal Vivaldi天线,显著提高了天线的特性。结果表明,该天线可实现对IEEE802.11a、b、g标准的完全覆盖,应用频带在2.26～2.6GHz和5.7～6.1GHz频率范围内,驻波VSWR均低于1.4,增益达到约7.5dB,方向性良好,具有良好的应用价值。

四脊波导损耗仿真分析

理论分析之后,利用高频仿真软件(Ansoft HFSS)仿真分析了四脊波导的损耗与脊片尺寸、材料之间的关系。通过对实验数据的分析、总结,在验证以往文献结论的同时,并在量级上与相同频段的同轴线损耗值进行了比较。

基于基片集成波导（SIW）窄边耦合定向耦合器的多路功率分配/合成网络

基片集成波导（SIW）是近年来出现的一种新型传输线,随着现代LTCC技术和PCB技术的快速发展,SIW在现代微波电路中有着较好的应用前景。在此利用这种新型结构,设计了基于SIW窄边耦合定向耦合器的多路功率分配网络,实验样件的测试结果与Ansoft HFSS商用软件仿真结果吻合较好。