Novel Balun Structure for Dipole Antenna

A novel balun structure for dipole antenna,which is based on the current distribution on parallel microstrip lines and the emission cancellation characteristic of close equal and opposite currents,is proposed.The principle of the balun structure is first elaborated and verified.Then,a dipole antenna with resonance at 2.45 GHz is constructed using the balun and its radiation pattern is measured.The simulated and measured reflection coefficients(S_(11))of the antenna are in good agreement 2—3 GHz.The relative bandwidth with an S_(11) of below-10 dB is more than 25%.The antenna also shows a good radiation pattern at 2.45 GHz.The proposed structure can provide a new balun design method for dipole antennas.

一种小型化超宽带同轴巴伦的设计与实现

集总参数巴伦尺寸小且易集成,但其不能承受较大功率,且频带较窄;分布参数类同轴巴伦因其具有宽频带、低损耗、大功率容量等特点,目前被广泛应用于大功率辐照天线的差分馈电与阻抗匹配的设计中。针对某试验系统对宽频带大功率辐照天线的工程应用需求,基于非整数阻抗变化比的同轴巴伦设计方法,设计与实现了一款加载铁氧体磁环的阻抗变换比1∶2.25的同轴巴伦。仿真结果与实测结果表明,该巴伦频带为0.01~1.30 GHz,巴伦相位不平衡度在180°±5°以内,幅度不平衡度在±1 dB以内,两路插损均小于1.5 dB。仿真分析了巴伦在500 W功率馈电下的电性能,验证了其功率容量。

一种背腔式去耦宽角扫描阵列的设计与研究

为了满足无线通信应用中大角度波束覆盖的需求,设计了一种全金属背腔式去耦宽角扫描相控阵。该天线工作于X波段,辐射主体为带有缝隙巴伦的对称振子,巴伦与馈电SMP转接头一体化设计,并在巴伦与SMP连接处加载背腔。背腔的加载一方面可为天线提供垂直方向的电流,展宽阵中方向图的波束宽度;另一方面,相邻天线单元上会产生反相耦合电流,从而降低互耦。天线具有从8.6~11.2 GHz(26.3%)的阻抗带宽,在工作频带内相邻单元间的互耦低于−25 dB;在8.6~9.3 GHz可实现±70°范围内波束扫描,在扫描到最大角度时主瓣增益仅下降2.4 dB,副瓣低于−9.4 dB;在9.3~11.2 GHz具有±45°波束扫描,主瓣增益波动小于2.5 dB,副瓣低于−10 dB的辐射性能。天线具有波束扫描宽、结构稳定、鲁棒性好等特点,在无线通信系统中具有应用价值。

一款基于GaAs工艺的超宽带混频多功能芯片

针对无源混频器需要高本振功率驱动的问题,采用砷化镓(GaAs)0.25μm PHEMT工艺,设计了一款集成双平衡无源混频器和本振驱动放大器的超宽带混频多功能芯片。混频器由肖特基二极管堆和两个结构新颖的平面螺旋间隔互绕式补偿型marchand巴伦构成,本振驱动放大器采用单电源两级自偏式负反馈共源结构。多功能芯片射频(RF)带宽为8~20 GHz,本振(LO)带宽为8~20 GHz,中频(IF)带宽为0.01~5 GHz。在本振驱动功率为-3 dBm时,芯片变频损耗典型值为8.0 dB,本振/射频隔离度典型值为25 dB,本振/中频隔离度典型值为45 dB,射频/中频隔离度典型值为45 dB,输入为1 dB功率压缩点典型值为12 dBm,驱动放大器功耗为+5 V/50 mA,芯片尺寸仅为2.2 mm×1.15 mm×0.1 mm。该混频多功能芯片的实测结果与仿真结果对比吻合,电特性优良,具有良好的应用前景。

一种5~20 GHz超宽带移相器

基于SMIC 40 nm CMOS工艺设计了一款工作频率覆盖5~20 GHz的超宽带6位移相器。该移相器采用矢量合成结构,核心电路包括输入巴伦、正交信号发生器、矢量合成器和数模转换电路。正交信号发生器采用三级多相滤波结构,拓展了带宽。采用低误差和电流阵列控制结构的矢量合成器,实现了高的移相精度。后仿真结果表明,该移相器输入和输出回波损耗分别小于8.85 dB和10.12 dB,RMS相位误差小于1.52°,RMS增益误差小于0.17 dB。在2.5 V电源电压下功耗为43.50 mW。芯片面积为1.06 mm×0.80 mm。

S频段阿基米德锥柱螺旋天线设计

根据卫星S频段测控系统通信需求,设计了S频段宽频带高增益圆极化的阿基米德锥柱螺旋天线。通过四分之一波长同轴缝隙巴伦完成信号的平衡-不平衡转化以及宽带阻抗匹配。双臂阿基米德天线可以很好地提供圆极化特性,作为锥台的FR4材料除了为天线提供支撑,也有效地完成了增益与波束宽度的控制。实测天线在收发频段内驻波比小于1.5,±70°范围内增益大于0 dBi,轴比小于5 dB,可有效地实现测控天线的收发复用功能。

小型化平面螺旋天线及其宽频带巴伦的设计

介绍一种小型化的平面螺旋天线，该天线具有很宽的频带，在频段0.95～15.20 GHz内，实测反射损耗均小于-10 dB，同时在频段1.4～10.2 GHz内有较好的圆极化辐射特性（轴比小于4 dB）.与普通平面螺旋天线比较，该天线较大程度减小了天线横向尺寸，同时通过在天线下放置一圆台背腔，有效增宽了天线3 dB波瓣宽度（达130°）.设计了一种指数渐变的微带线到双线的非平衡平衡阻抗转换巴伦，仿真和实测结果显示，天线具有良好的圆极化和宽频带特性.

高功率超宽带馈源设计与实验

针对大型抛物反射面天线中的高功率超宽带馈源,提出一种恒阻抗不平衡-平衡转换结构(巴伦)加切比雪夫渐变线TEM喇叭的馈源设计方法,采用数值模拟研究了其阻抗特性、传输特性与辐射特性,并进行了测试实验。结果表明:该种馈源结构在较小的体积下具有低反射、高带宽和高馈电效率的优点。该馈源已成功应用于大型高功率抛物反射面天线。

一种小型化宽带螺旋天线的数值分析与实验

提出了一种始端为等角螺旋线、终端为阿基米德螺旋线的复合式小型化螺旋天线,改善了等角螺旋天线的低频特性,克服了阿基米德螺旋天线臂长带来的传输损耗大、效率低的缺点;并设计了一种适合单向辐射的微带线——平行双线宽频带巴伦。计算与测试结果表明:该天线的低频端阻抗特性优于相同尺寸的等角螺旋天线和阿基米德螺旋线天线,具有较好的方向图特性和圆极化特性。

S波段网格型FBAR滤波器的研制

介绍了一种单端口,端口阻抗为50Ω的S波段宽带薄膜体声波谐振器（FBAR）滤波器,该滤波器采用网格型结构的FBAR滤波器芯片级联巴伦芯片实现。对宽带FBAR滤波器芯片的设计过程、工艺实现过程进行了说明。采用0.35μm Ga As工艺实现了3~8 GHz频率范围的巴伦芯片,在FBAR滤波器芯片的中心频率处,幅度不平衡度为0.53 d B,相位不平衡度为0.55°。制备的FBAR滤波器通带频率范围为3 100~3 400 MHz,1 d B带宽约为369 MHz,在2 660 MHz和3 840 MHz处带外抑制分别为45.6 d Bc和41.3 d Bc,尺寸仅为12 mm×7 mm×2.9 mm。将实测结果与仿真结果进行了对比,两者一致性很好。

一种用于机载SAR的UHF波段超宽带天线

介绍了一种结构简单可用于机载SAR的UHF波段超宽带天线。该天线由两个加特殊反射板的偶极子及一个超宽带功分器组成 ,通过等效电路与HFSS仿真设计相结合的设计方法 ,使得该天线在5 2 %的带宽内驻波比小于 1 5 ,同时适当压缩天线的H面波束宽度 。

一种平面等角螺旋天线及宽频带巴伦的研究

分析了平面等角螺旋天线的研究方法 ,设计了工作于 0 .4～ 2GHz的双臂平面等角螺旋天线。根据天线的平衡结构和宽带特性 ,设计了一种阻抗为指数渐变的微带线 -平行双线形式的宽带巴伦 ,并可采用 5 0Ω同轴电缆馈电。测量结果显示天线和巴伦表现出良好的圆极化和宽频带特性。

异面带状线馈电的宽带双极化蝶形天线

针对通信与雷达系统对双极化与宽带天线的要求,提出了一种基于带状线馈电的双极化蝶形天线.通过两对互相正交的蝶形阵子实现了天线的双极化,并采用一种新型的微带线转异面带状线的巴伦给两对正交蝶形阵子平衡馈电.异面带状线为平衡传输线,满足了蝶形阵子对于平衡馈电的要求.在馈电点处由同轴线对微带线馈电,经渐变微带线转化为异面带状线,最后由两组异面带状线给两对正交蝶形阵子馈电.测得该天线实现了69.23％的阻抗带宽,在6.8～14 GHz频带内电压驻波比（VSWR）小于2.为使天线单向辐射且改善天线增益,将天线放置于反射吸收腔内.测得天线在6.8～18 GHz的频宽内VSWR基本小于3,天线增益在8～12 GHz频带内大于0.11 dB,天线前后瓣比大于15 dB.因此,所提出的双极化蝶形天线可用于宽带通信系统中.

一种改进的超宽带平面巴伦

设计了一种改进的基于共面波导和带状线传输的超宽带平面巴伦.采用低介电常数材料作为介质基板,引入一段切比雪夫多节阻抗变换器,并改进了使共面波导两地等势的方式.这些措施有效地增加了工作带宽,降低了介质损耗.设计并制作了一种50Ω非平衡到100Ω平衡馈电转换的超宽带平面巴伦,在0.1～3GHz的频率范围内,测试得到的插入损耗小于1.5dB,输出端接匹配负载时电压驻波比小于2,实验结果和仿真结果吻合良好.

平面螺旋天线的设计与实现

平面阿基米德螺旋天线具有极宽的工作频带,然而其匹配平衡电路的宽频带实现则较难,尤其是在加反射腔以使其单向辐射时。在4～6GHz范围内仿真并实际制作出了用于某S波段雷达系统单向辐射的平面螺旋天线,给出了设计参数值、仿真结果及实测结果。

平面正弦天线及其小型化馈电巴伦

研制一款工作频段为3～15GHz的两臂平面正弦天线，使用50Q同轴电缆馈电。正弦天线具有平衡辐射结构及超宽带特性，因此必须使用相应的馈电巴伦进行匹配转换。但传统的指数渐变微带巴伦纵向尺寸过大，通常为0．5λmax不利于整个天馈系统的紧凑布置。因此，设计了一种小型化的微带馈电巴伦并用于两臂平面正弦天线的馈电。通过测试比较发现，在其各项性能和常规微带馈电巴伦的正弦天线基本保持一致的前提下，纵向尺寸得到了很好的压缩，利于实现紧凑布置。

一种小型高性能UHF频段150W放大器设计

介绍了一种小型高性能UHF频段150 W放大器的设计与实现。UHF频段功率管种类很多,选择合适的功率管和匹配电路形式是放大器设计的关键。设计过程中采用中功率的高效率宽带功率管,使用传输线变压器进行阻抗匹配,采用3 dB电桥和巴伦线进行分合路,实现了小型化和高效率;并对耦合器、结构等进行了小型化设计。制作调试了UHF频段150 W放大器,测试结果效率优于45%,谐波优于20 dBc,尺寸小于241 mm×106 mm×31 mm。

低成本宽带90°巴伦的研究与设计

提出并设计了一种低成本宽带90°巴伦电路结构,电路由宽带耦合威尔金森功分器、弱耦合线和扇形阶跃阻抗谐振器级联的宽带90°移相器组成。利用电磁仿真软件HFSS对工作在中心频率为1.65 GHz的微带电路进行建模和仿真。采用PCB工艺制作了电路实物并利用矢量网络分析仪进行测试;对比得出仿真与测试结果十分吻合,该巴伦实测相对带宽大于117.0%(0.65~2.58 GHz),带内各端口回波损耗好于12.6 d B,输出端口隔离度大于13.1 d B,带内插入损耗小于0.5 d B,相位误差小于90°±7.6°。与现有的结构和设计相比,该巴伦不仅具有更大的工作频带和单层电路布局,而且具有容易加工、成本低的优点。

一种低剖面宽频带巴伦设计

设计了一种改进的基于指数渐变线型宽带平面巴伦。具有加工简单、制作精确、结构紧凑等特点。该巴伦可实现从50欧姆到250欧姆平衡馈电转换,高度仅为36mm,满足低剖面要求。工作频带为2GHz到6GHz,尺寸为64mm×36mm×2mm。仿真结果表明,在2GHz^6GHz的频带范围内,巴伦馈电端口回波损耗小于-12d B,满足工程需求。文章就该巴伦的设计思路、工作原理及三维结构进行分析。

一种紧凑型低成本宽带高增益偶极子天线

设计了一种紧凑型低成本的宽带高增益偶极子天线。由4个偶极子单元组成偶极子阵列,实现了高增益特性;由4个巴伦结构、2条100Ω及2条77Ω的微带线组成馈电网络,实现了同轴线到天线的功率分配。馈电网络和偶极子阵列集成在同一介质板上,避免了额外功分器的使用,天线结构紧凑、集成度高。测试结果表明,设计天线的工作频段为1.94~2.74 GHz,相对带宽达到34.5%,工作频段内的增益为10.36~12.11 dBi。