三角环对数周期天线的设计及分析

利用对数周期天线设计的基本理论和电磁场数值计算方法,结合三角偶极子天线的特性,以三角环为基本振子单元,设计工作频率在150 MHz～600 MHz的三角环对数周期天线,并利用CST软件进行建模、仿真、分析和优化.仿真结果显示,三角环对数周期天线在工作带宽内具有理想的增益和驻波比.同时,其结构尺寸是对数周期偶极子天线的一半,实现了天线的小型化.     

基于RWG法分析考虑互耦的阵列方向特性

RWG(Rao-Wihon-Glisson)三角基函数为基础的矩量法是分析偶极子天线阵列的有效方法.通过求解阻抗矩阵和矩量方程,可分析天线互耦特性.偶极子模型法是将包含2个三角的RWG边元的表面电流分布用具有等效偶极子矩量的无穷小偶极子代替来求解天线辐射场.运用偶极子模型法替代传统的电场积分法来求解阵列方向图,对考虑互耦偶极子阵列的方向图进行了仿真,并对比分析了和理想情况下的差异.同通常的电场积分方程法相比,此方法具有计算简便,物理意义明确,可分析任意形状的天线等特点.     

钻孔雷达定向天线仿真与设计

采用分布介质加载和集中电阻加载宽带小型化技术,设计了一个四方向的定向天线。天线中心频率处方向图前瓣增益比后瓣增益大28 dB,天线主瓣增益为5.4 dB,天线辐射的前向与后向时域脉冲波形峰峰值之比大于3,时域电场脉冲波形拖尾小于主峰幅度1/5。通过全向、定向钻孔雷达天线进行联合仿真,结果表明天线定向效果明显。为了验证天线性能,实际加工制作了仿真的天线,并进行测试,测试得到的天线S11与仿真结果吻合。     

低频补偿TEM喇叭天线的仿真与测试

以超宽带窄脉冲辐射为应用背景,通过添加补偿回路并调整回路的大小,设计了一种具有低频补偿的超宽带TEM喇叭天线.利用FDTD方法对天线结构进行了仿真,分析了不同补偿回路大小时TEM喇叭天线的S11参数、相位特性、辐射带宽及前后向辐射场等参数,得到了在大于400 MHz频带范围内S11参数低于-10 dB的天线结构.制作天线原型,并进行了实际测试,频域S11参数测试结果与仿真结果基本吻合.通过对时域波形的分析可知,该天线具有较高的波形保真度.     

叠层片式LTCC低通滤波器的设计与制作

利用集总参数元件进行叠层片式低通滤波器的设计,并使用ULF140材料,经低温共烧陶瓷(LTCC)工艺制作出符合0805封装尺寸要求的截止频率为200MHz的叠层片式低通滤波器。用矢量网络分析仪Agilent 8722ES对样品进行了相关测试,测试结果为:滤波器3dB的频率点为200MHz,500MHz时带外抑制达到26dB。其仿真结果与实测结果吻合。采用该方法,解决了设计和制作LTCC叠层低通滤波器的一致性问题。     

WCDMA线性功率放大器设计

针对WCDMA信号具有高峰均功率比的特点,应用微波CAD软件对所设计的电路进行了仿真和优化,输出匹配电路采用微带加并联电容的混合结构实现共轭匹配。设计了一个高线性功率放大器,制作了功率放大器模块,并对该功率放大器模块进行了基本参数测试。测试结果为当输出功率达到40dBm、峰均比为10.57dB时,邻道抑制为50.64dB(@5MHz)、66.29dB(@10MHz),EVM=1.85%,输出效率为12%,满足国际标准3GPP的要求。     

THz光子晶体天线仿真与设计

在THz频段喇叭天线的口径面上加装金属面,金属面上环绕天线口径排布金属圆柱构成光子晶体,利用光子晶体带隙可以抑制表面波的特性,建立了THz光子晶体天线的物理模型。采用电磁仿真软件优化设计了一个新型的THz光子晶体天线,该天线工作频率为300 GHz,最大增益为17.6 dB。与传统的喇叭天线相比,其增益变大,主瓣变窄,背瓣减弱,方向性得到了较大的改进。     

科研成果介绍

微波频带识别系统微波频带识别系统是工程中的关键部件之一,是工程发射机中的前级系统,担负着识别输入信号频带的功能。该系统采用双重金属外壳密封,电磁兼容性好,抗干扰能力强。其主要技术指标:(1)频带识别范围:?f1:2.50~2.74GHz;?f2:2.74~2.98GHz;?f3:2.98~3.24GHz;?f4:3.24~3.50GHz;(2)输入功率:50mW;(3)输入信号:脉宽18ms,周期20ms的调幅波;(4)输出信号:VO>10mW;(5)带内衰减:≤1±0.5dB;(6)阻带衰减:偏离频带50MHz处≥40dB;(7)在交叉点频率±5MHz处阻带衰减≥5dB;(8)第二道带远离工作频率。数据录像监控系统数据录像监控系统是…     

某款车载CD机的大电流注入法实验及仿真

为帮助企业缩短汽车研发设计周期,使设计工程师在汽车研发阶段尽可能地解决汽车电磁兼容问题,避免以后整车整改,通过对某款车载CD机进行大电流注入法抗扰度实验及仿真,验证仿真方法的可行性。研究结果显示:实验结果与仿真结果基本一致,结果误差在允许误差范围之内,表明可以用仿真代替实验测试,为汽车电气设备大电流注入法抗扰实验及仿真提供了参考。     

改善DDS输出LFM信号谱质的方法

分析了直接数字合成的相位截断杂散、幅度量化误差杂散和DAC非线性杂散的分布规律。根据这些噪声分布特点,提出了一种利用设计合理的外围电路和选择合理的控制字的方法,提高了直接数字合成技术产生的线性调频信号的频谱纯度,并用直接数字合成芯片AD9854设计了线性调频信号合成器。实验结果表明,用该方法产生的线性调频信号在带宽达30MHz时,无杂散动态范围达到了62dB,改善了近10dB。     

接收天线等效电路的严格推导

从场的观点出发,利用反应概念并结合互易定理严格证明了接收天线可以等效为传统基于开路电压的等效模型,并指出了当电场分别与接收模式下和发射模式下的电流作反应时,将得到不同的等效电路参数;结合偶极子天线的数值例子,说明了传统的开路电压模型在接收系统的分析中更为方便、合理。     

基于HFSS的NFC天线研究与设计

针对NFC(near field communication)天线的交互效率不高,导致传输信号不稳定的问题,可以分析天线的参数与电路的结构,使天线性能达到最优。利用Ansoft HFSS(high frequency structure simulator)进行环形天线的建模与分析,讨论了天线的结构参数对天线性能的影响,分析了RLC电路对天线电感的影响,设计了串联匹配电路。对天线的带宽进行了优化,并对设计的耦合天线传输距离进行仿真,确定最佳耦合距离,提高天线的品质因数。结果表明：天线的回波损耗降低至-27.25 dB,最佳耦合距离为20 mm。     

一种新型用于VGA的微功耗指数电流电路

提出了一种适用于可变增益放大器(VGA)的微功耗指数电流电路。该电路结构简单,以偏置在亚阈值区的MOSFET为核心器件,并利用其漏源电流Ids与栅源电压Vgs呈指数关系的特性产生指数电流。该电路从系统架构出发,通过引入阈值监测电路,控制电压转换电路及求和电路,补偿了其阈值的工艺和温度偏差,使该指数电流电路具有较好的工艺和温度偏差抑制能力。基于TSMC 0.18μm标准的CMOS工艺平台验证表明:该指数电流电路dB线性动态范围为30 dB,其线性误差为±0.41 dB,最低工作电压为0.9 V,功耗为11μW。     

方舱轴流风机机罩降噪研究

以某方舱用轴流风机为研究对象,结合计算流体力学(CFD)和计算气动声学(CAA)理论,运用大涡模拟(LES)法进行了非定常分析,通过FW-H模型分析风机的远场气动噪声特性。风机气动噪声在基频及其高次谐波处出现离散峰值,宽频噪声部分随频率增加逐渐降低且趋于平缓。运用宽频噪声模型得到风机罩表面偶极子噪声分布,分析风机罩安装距离对噪声的影响。随着风机罩安装距离的增加,风机罩表面偶极子噪声显著降低。数值模拟结果表明:风机安装原风机罩使噪声总声压级从47. 7 dB提升到60. 8 dB。将风机罩出风口设置为环形并适当加大核心区域出风面积,可将噪声总声压级从60. 8 d B降低到56. 7 dB。     

基于U形槽的超宽带三陷波天线的设计

设计了一种小型三陷波超宽带天线,使用HFSS软件对天线的结构尺寸进行了分析和优化。通过在超宽带天线的辐射贴片和接地板上加载U形槽,使天线在3个窄带系统的工作频段实现陷波特性。这3个窄带系统分别是Wi MAX通信系统、WLAN通信系统和X波段信号下行频段通信系统,它们对应的工作频段分别为3.3～3.8 GHz、5.1～5.825 GHz、7.25～7.75GHz。最终仿真结果显示:该天线在3～10.7 GHz范围内其回波损耗小于-10 dB,且电压驻波比小于2,在所说3个窄带系统对应的3个工作频段内具有良好的陷波特性,可以有效抑制所说3个系统与超宽带系统产生的相互干扰,同时具有良好的辐射方向性。     

185GHz固态二倍频器研究

在毫米波及亚毫米波范围,通常采用半导体器件倍频方法获得固态源。该文首先建立了电路拓扑结构,采用CAD技术进行偶次倍频器的电路模型设计和仿真分析,主要工作包括利用非线性分析方法对二极管的阻抗—频率特性进行分析;最佳偏置点的仿真;输出阻抗匹配及输入阻抗匹配仿真;最后,通过ADS和HFSS等软件的联合仿真,设计出185GHz平衡式无源二倍频器。对该倍频器进行了加工测试,结果表明,在180GHz～190GHz,倍频损耗最小为16.8dB,最大为22dB。     

毫米波高增益大功率收发组件研制

提出了一种可用于雷达的毫米波收发组件的实现方案。组件包括两个几乎完全相同的接收通道和一个发射通道,接收通道采用两次混频将毫米波信号变为50MHz中频,而发射通道则采用两次上变频将50MHz信号变为毫米波频段的信号发射出去。该文分析了收发组件的设计原理,讨论了组件方案选择,并给出了测试结果。收发组件的各项技术指标基本达到设计要求:在10MHz的工作带宽内,连续波发射功率达1W,接收机噪声系数小于4.5dB,接收通道的净增益超过100dB。     

AMC用于传输、辐射及散射问题的研究进展

介绍了人工磁导体用于波导传输、天线辐射和隐身材料的研究进展。通过金属导体和人工磁导体构造虚拟电/磁壁,设计了新型的平行板波导;利用人工磁导体作反射板,可实现低剖面天线系统的设计,并且通过改变极化依赖型人工地板上偶极子的取向,能够获得圆极化辐射特性;通过在人工磁导体上加载合适的电阻,可设计超薄的雷达吸波材料;利用人工磁导体反射相位特性,可设计低RCS的反射屏。     

C波段低成本带阻型低噪声放大器的设计

利用微波Office软件仿真设计了一种C波段低成本带阻型低噪声放大器,为了实现低噪声系数和小的电压驻波比,文中采用平衡式两级场效应管放大.通过采用一个带阻滤波器滤波,使得电路在通带低端附近有20 dB以上的增益抑制,加上一级单片放大,总增益大于30 dB.实验结果为:在4.8 GHz～5.25 GHz频率范围内,增益为34.9 dB,噪声系数<1.03 dB,带内增益平坦度<0.38 dB,输入驻波比<1.20,输出驻波比<1.15.在4.4 GHz～4.65 GHz频率范围内,增益抑制>21 dB.     

多极磁环二维场分布的有限元计算

为提高多极磁环的设计和制作效率,采用有限元法对多极磁环的二维磁场分布进行数值模拟。在假设磁性材料的导磁率为1.2,矫顽力为11000 Oe的前提下,对稀土材料制作的四极内封闭和外封闭磁体进行了计算机仿真计算,得到了四极内封闭和外封闭磁体的磁力线分布和磁场强度分布图。并与传统的采用公式计算多极磁环的磁场分布的方法进行了比较,得到了较为一致的图形结果。同时采用有限元法得到的场分布为多极磁环的研究提供了更为详细的数据和图形结果,并且考虑了各磁体之间的相互作用和影响,使其仿真结果更接近真实磁场分布。