基于CSRR-HMSIW和CSRR-DGS谐振器的双带滤波器研究

为满足滤波器在双频带通信系统中的发展要求,提出了一种基于互补开口谐振环半模基片集成波导(CSRRHMSIW)加载互补开口谐振环缺陷接地(CSRR-DGS)的新型双带滤波器.根据CSRR-HMSIW和CSRR-DGS的传输特性,提出了一种CSRR-HMSIW和CSRR-DGS并联的双谐振结构,实现了一个双通带滤波器.利用精确设计CSRR-HMSIW的结构参数,确定其谐振频点和传输零点,实现以该谐振频点为中心的第一个通带;精确设计CSRR-DGS外边长和对应的开路支线长度、宽度,确定开路支线和CSRR-DGS彼此间的耦合产生谐振频点,实现以该谐振频点为中心的第二个通带,同时该结构引入一个传输零点,进一步加强第二通带高频段的带外抑制特性.设计和制作了一款工作于2.5GHz和5.4GHz的双带滤波器,测试两通带插入损耗小于2.4dB、两通带间的隔离高达55dB和带外抑制达到45dB,测试与模拟仿真结果吻合良好.

基于CSRR-HMSIW和紧凑型短路CRLH-TL谐振器的双带滤波器研究

提出了一种基于半模基片集成波导加载互补开口谐振环(CSRR-HMSIW)和紧凑型短路复合左右手传输线(CRLH-TL)谐振器的新型双带滤波器设计方法.根据CSRR-HMSIW结构的传输特性和短路CRLH-TL结构的色散特性,找到一种CSRR-HMSIW和短路CRLH-TL结构间的结合方式.精确设计CSRR的边长,确定CSRR-HMSIW谐振器的谐振频点,在低频段实现以该谐振点为中心频点的第一个通带;精确设计短路复合左右手叉指长度,确定短路CRLH-TL结构的谐振频点,实现以该谐振频点为中心的第二个通带,同时利用两短路CRLH-TL间耦合进一步增强第二通带的传输特性和抑制特性.设计了两个通带的中心频率分别为2.25GHz和2.97GHz,实测插损小于1.9dB和带外抑制达到25dB以上,测试与模拟仿真结果基本一致.

基于HMSIW的宽带带通滤波器设计分析

目前基片集成波导(SIW)广泛应用于微波毫米波成形。整流波导具有质量系数高、容量大、体积更小也更容易实现等优点。HFSS模拟结果表明,缺陷的微裂结构不仅可以降低插入损耗,而且可以引入传输零点,提高带阻性能,广泛应用于卫星和C波段雷达领域。

半模基片集成波导(HMSIW)三分贝功率分配器

基片集成波导(SIW)具有损耗低、性能好、易于集成等优点,作为一种新型的导波技术已经被广泛地用于微波与毫米波电路。但是对于微波低频段,基片集成波导器件的尺寸偏大。最近,一种新的导波结构——半模基片集成波导(HMSIW)被提出。与基片集成波导相比,半模基片集成波导保留了基片集成波导的优点,同时在尺寸上缩小近一半,损耗也更低。本文提出了两种结合半模基片集成波导与基片集成波导技术的三分贝功率分配器,仿真结果与实验结果一致。

基于HMSIW的带通滤波器设计与仿真

提出了一种基于半模基片集成波导(HMSIW)的带通滤波器,通过在HMSIW的金属基片表面刻蚀周期性结构,来实现带通滤波器的传输通带和反射阻带的频率响应特性。在此带通滤波器的基础上,引入一种单层电磁带隙(EBG)结构,从而在滤波器高频段阻带引入传输零点,提高阻带特性。通过对EBG结构的传输特性分析,使用仿真软件CST MICROWAVE STUDIO进行仿真优化达到理论验证。

基于槽线微扰的小型化带通滤波器

为满足无线通信系统中对紧凑型滤波器的需求,提出一种小型化带通滤波器.该滤波器通过半模基片集成波导与四分之一波长谐振单元的电磁耦合,在高频阻带产生传输零点;通过强磁区域上层金属面开槽线微扰降低了基模谐振频率,在低频阻带产生传输零点.所设计的滤波器在8.8~12 GHz频段实现了带通效应,相对带宽为30.7%,带内插损小于0.5 dB,回波损耗大于15 dB,同等带宽条件下相较无开槽线结构尺寸减少了10%;利用额外谐振单元在高频阻带增加了传输零点,使大于20dB的高频阻带带宽达到了4GHz,实测结果与仿真结果实现了良好的匹配.该滤波器具有加工简单、小体积、低损耗、易集成等特点,为滤波器件小型化提供了新颖的设计思路.

用于介电常数测量的小型化微波传感器的设计

提出了一种基于慢波结构的半模基片集成波导的介电常数微波传感器。该传感器将新型互补开口谐振环加载到半模基片集成波导上,用于低损耗介质介电常数的测量。在半模基片集成波导上加载金属化盲孔阵列,将大部分电场集中在上基板上,实现电场和磁场的有效分离,从而实现横向和纵向尺寸的同时减小,并表现出典型的慢波效应现象。传感器通过在介质平面上加载带有“T”字型枝节的互补开口谐振环,可以获得更均匀、更集中的电场,从而增强传感器的灵敏度。仿真和实验结果表明,每单位介电常数的谐振频率偏移量达到124 MHz,灵敏度达到2.76%。用该传感器测量已知标准值待测材料的介电常数时,实部相对误差小于2%,虚部相对误差小于0.005。

半模基片集成波导十字型定向耦合器设计

提出了一种由两段正交的半模基片集成波导(HMSIW)构成的十字型定向耦合器。位于交叉区域的两个感性金属化调节通孔主要用来调整耦合器的耦合度以及耦合端和直通端的相位差,而位于每一个输入输出端的金属化匹配通孔则用来优化输入端的反射系数。与传统的基片集成波导(SIW)耦合器相比,所设计的耦合器能减少将近一半的尺寸,而它的性能却基本保持不变。实测结果与仿真结果基本吻合,验证了设计方法的正确性与可行性。

基于半模基片集成波导的新型带通滤波器研究

在半模基片集成波导上嵌入互补开环谐振器结构,设计了一种结构紧凑的新型带通滤波器.该结构允许低于截止频率以下传输正向波,利用具有高通特性的半模基片集成波导和互补开环谐振器组成具有带通特性的滤波器,通过改变互补开环谐振器结构参数,非常容易调节带通滤波器通带频率,利用该特性可以更容易实现任意通带微波滤波器.该滤波器具有体积小巧、损耗低、易制作、方便与其他电路集成等优势.

基于半模基片集成波导的高速数据传输系统

提出了基于半模基片集成波导(HMSIW)互连的高速数据传输系统,并实现了单通道7.5Gbps的高速数字信号传输。对传统SIW互连传输系统进行了改进,设计加工了新型HMSIW波导互连,替换传统SIW波导互连,使得信道传输带宽和系统传输速率显著提高。在相同主模截止频率条件下,HMSIW的工作带宽为SIW的两倍,而其宽度尺寸仅为SIW的一半。仿真与实测结果显示论文提出的HMSIW互连传输系统与文献提出的传统SIW互连传输系统相比,前者的最高传输速率是后者的1.5倍。

集成宽带折叠半模基片集成波导带通滤波器

本文提出并设计了一种新型的折叠半模基片集成波导(Folded Half-Mode Substrate Integrated Waveguide:FHMSIW)宽带带通滤波器,并给出了FHMSIW上层金属层槽缝式和中间金属层槽缝式宽带滤波器的仿真和测试结果.相对于半模基片集成波导(Half-Mode Substrate Integrated Waveguide:HMSIW)槽缝式滤波器,由双层PCB制作的FHMSIW槽缝式滤波器的尺寸减小了约一半.同时测试结果和仿真结果表明该宽带滤波器具有损耗小、带外抑制好等特性.

基于半模基片集成波导的双频段缝隙天线

基于半模基片集成波导技术,提出了一种适用于微波集成电路的双频段缝隙天线。该双频段天线由馈电微带线,一段半共面波导结构和具有辐射缝隙的半模基片集成波导谐振腔构成,利用半模基片集成波导谐振腔的多模式工作特性实现了天线多频段特性。仿真和测试结果表明,该天线能同时工作在C频段(谐振频率5.74 GHz,S11=-21.86 dB)和X频段(谐振频率11.33 GHz,S11=-25.09 dB),不需要同时采用两个天线,具有便于和平面电路集成、体积小、结构简单、成本低等优点。

一种新型的基于半模基片集成波导技术的Butler矩阵

提出并实现了一种新型的基于半模基片集成波导技术的Butler矩阵,实际制作的样品工作在X波段(10GHz),实测插入损耗为2dB,样品尺寸为24 cm×6.5 cm。采用了标准的双面PCB工艺,该结构与传统的微带电路相比具有插入损耗低、功率容量大等特点,与基片集成波导相比具有面积小的优点,是一种适合于在微波毫米波频段多波束天线使用的波束形成网络。文中给出了具体设计过程和测试结果。

一种新型半模基片集成波导三孔定向耦合器

半模基片集成波导(HMSIW)是近年来出现的一种高性能平面导波结构,具有传输损耗小、功率容量大、易于集成等优点,已开始广泛应用于微波无源器件的设计中。文章基于HMSIW技术与PCB工艺技术设计制作了一种新颖的三孔定向耦合器,通过在耦合孔上金属面蚀刻"工"字形槽增加孔的耦合量。设计的HMSIW三孔定向耦合器不仅保持了集成基片波导(SIW)定向耦合器的所有优点,而且在面积上减小了近50﹪,工作带宽拓展到1GHz。实测数据与仿真结果基本吻合,验证了设计方法的正确性与可行性。

基于树状分形结构的半模基片集成波导带通滤波器

提出了一种基于分形结构的半模基片集成波导(HMSIW)滤波器。该设计将树状分形结构蚀刻在HMSIW的上金属表面,通过在其高频端引入宽阻带来产生带通效应。这种基于树状分形的HMSIW带通滤波器结构,随着迭代次数的增加,其相对带宽基本保持不变(S11<-15dB),但其带通边缘频响斜度变陡,且带外抑制特性不断增强。仿真结果与实验结果基本吻合,较好地验证了设计的可行性和有效性。

半模基片集成波导馈电的对数周期偶极子天线

设计并研制了一种基于半模基片集成波导(Half-mode Substrate Integrated Waveguide:HMSIW)馈电的单层宽带印刷对数周期偶极子阵列(Printed Log-Periodic Dipole Array:PLPDA)天线。对数周期偶极子阵列(PLPDA)天线具有频带宽、剖面低、重量轻等优点,但是其馈电需要平衡线结构。半模基片集成波导具有平面集成、主模带宽宽、损耗低、尺寸小等优点,同时自身天然具有平衡结构。文中设计并制作了工作频率为15GHz～40GHz的HMSIW-PLPDA天线,测试结果和仿真结果吻合。

基于半模基片集成波导馈电的Vivaldi天线设计

文章基于HMSIW(Half-mode Substrate Integrated Waveguide)结构,设计了一款Vivaldi天线。首先利用基片集成波导技术设计了一个低损耗、具有良好传输特性和带内匹配特性的SIW-微带馈电巴伦,简化了传统巴伦结构的复杂性。仿真结果显示,天线工作在7.5 18.3GHz,相对带宽为83.7%(S11<10dB),中心频率增益约为11.3dBi。天线结构紧凑、剖面低、易于集成,同时具有较宽的带宽和较好的方向特性。

半模基片集成波导和微带转换的分析

为实现基片集成波导结构的小型化,沿场分布对称面将其截成两半,利用等效磁壁限制场型变化,提出了半模基片集成波导结构。在此基础上,研究了半模基片集成波导与微带线的转换问题,并设计Ku波段的半模基片基层波导—微带线转换结构。仿真结果表明,在所设计的频段内,插损优于0.5 dB,反射损耗小于-15 dB,实测结果与仿真结果基本吻合。实验表明,半模基片集成波导能够保持基片集成波导的传播特性。

基于新型宽带半模SIW巴伦的双平衡混频器

利用新型宽带半模基片集成波导（SIW）巴伦，设计制作了一个X波段双平衡混频器。利用SIW上下导带电流相位相差180。的原理，经优化设计使该巴伦具有体积小、带宽大、平衡性好等特点。测试结果表明，该双平衡混频器在8．7～9．7GHz的频率范围内变频损耗小于9dB，最小可达7．3dB；噪声系数小于lOdB，实物面积为60mm×68mm。

新型半模基片集成波导漏波天线

为了设计一种结构简单、可靠性高的全向天线,提出了一种基于半模基片集成波导技术的漏波天线.这种天线是在半模基片集成波导结构的H壁增加4个对称振子形成的漏波辐射结构.使用电磁仿真软件对提出的天线结构进行了精确的建模,分析了介质厚度对天线带宽的影响,并对天线结构进行了优化,最后制作了天线测试样片进行实验验证.所设计的天线具有较宽的带宽和准全向辐射的特性,在7.3～9.7 GHz频段内具有良好的辐射性能,最大增益为5.8 dBi,测试结果验证了设计的有效性.