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。

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。

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。

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。

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。

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.

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。

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.

基于半模基片集成波导的三频交叉缝隙天线

提出了一款基于半模基片集成波导谐振器的三频交叉缝隙背腔天线。通过在腔体表面刻蚀缝隙,激励了TE110、TE210和TE310模式,产生了三个通带。同时,通过改变特定参数,三个通带的中心频率可被调节,其中第一和第三通带可通过移动相应的缝隙被独立调节。三个频段相对带宽的测试结果分别为2.14%(2.77~2.83 GHz)、2.90%(4.76~4.90 GHz)和1.80%(6.56~6.68 GHz)。在2.9、4.8和6.4 GHz处增益的测试结果分别为3.25、4.86和6.04 dBi,在三个频段均具有良好的辐射特性。