基于Quasi-Yagi天线结构的波导-微带背靠背过渡

提出了一种新颖的波导-微带线的背靠背过渡结构,利用Quasi-Yagi天线结构在波导E面与波导形成电场耦合,通过采用高介电常数基片和增加Yagi天线引向器阶数的方法,改善天线与波导的电场耦合效果,以达到在通频带内平稳过渡,较传统的波导微带过渡结构有着更宽的带宽(将近68%)。通过电磁仿真软件CST在整个X波段对其进行了全波分析,得到了较好的S21(S21<0.7 dB)。对这种过渡结构进行了容差分析,在10%的误差范围内S21仍能保持较好的一致性和相对低的插入损耗,能满足加工要求。     

矩形波导中截面微带探针的分析与优化方法

首先推导出波导探针输入阻抗的一般变分表达式。通过对介质加载波导的并矢格林函数求解，得到了矩形波导中截面探针输入阻抗的积分表达式。该表达式可直接作为分析微带探针或对探针进行优化的依据。利用之中的方法对Ｋａ频段的波导截面探针进行宽带优化设计，经实验验证，得到低插损、小驻波的波导——微带转换结构。     

Ka频段微带四次谐波混频器

介绍了一种Ka频段的微带四次谐波混频器的混频原理和设计方法。该混频器主要由波导-微带过渡,输入、输出滤波器以及匹配网络和反向并联混频二极管对组成。根据计算机辅助设计软件的仿真结果,在介电常数为2.22,厚度为0.254 mm的RF-Duroid 5880介质基片上制作了电路。当射频频率为34.2~35.2 GHz,本振频率为8.525~8.775 GHz,中频频率为100 MHz时,测得的变频损耗小于10.5 dB,其中最佳值为8.5 dB。     

H_(01)~○—H_(10)~□高功率定向耦合器的改进设计

提出了一种从圆波导 TE_(01)模到矩形波导 TE_(10)模的定向耦合器的设计方法。利用这种方法设计的用于高功率回旋速调管的-50dB 定向耦合器表明,改变矩形波导尺寸可以提高对圆波导 TE_(11)模的抑制度,而调整最后两个耦合孔的距离则可以优化方向性。     

同轴波导自由电子激光放大器的粒子模拟

采用PIC模拟方法对同轴混合铁磁摇摆器自由电子激光器进行了研究,分析了等离子体填充对其性能的影响。粒子模拟结果表明,这种同轴摇摆器结构FEL在工作电压较低(205 kV)的情况下仍可以得到较好的放大输出,效率达到27.3%,饱和功率达到兆瓦级;等离子体填充对器件的性能有一定的影响,改善了束流传输特性。     

Ka波段微带四倍频器研制

毫米波倍频器目前在毫米波频率合成器中已得到广泛应用,它可以获得具有宽带特性的毫米波频综及多点的频率输出。该文介绍一种利用单片设计的Ka波段微带四倍频器研制,主要采用微带电路结构、微带-鳍线-波导过渡形式进行设计,7.8～8.2GHz微波信号由SMA头输入,毫米波信号由标准波导输出。毫米波四倍频器输出功率大于10dBm,功率波动小于1.5dB。实验测试结果验证了该毫米波四倍频器具有输出性能稳定、功耗低等特点。     

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。     

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。     

六通道方位旋转关节技术研究

文中介绍了一种六通道方位旋转关节的设计方法,对旋转关节的整体布局、各通道旋转关节设计的关键技术进行了详细的介绍,并给出了测试结果.该旋转关节由一路X波段高功率波导通道、两路X波段低功率同轴通道及三路L波段同轴通道组成.整个旋转关节结构形式紧凑,各项性能指标优良,加工调试方便,可广泛应用于雷达及微波系统中.     

同轴波导FEL放大器的非线性分析

以同轴波导、同轴混合磁铁摇摆器为模型,导出了自洽的注波三维非线性方程组,在考虑了电子初始速度零散效应、空间电荷波效应的影响及电子注在互作用区入口处的绝热压缩过程的基础上,编制了相应的计算软件。同时,通过数值分析的方法研究了自由电子激光器的饱和效率、频带宽度等高频特性和变参数摇摆器结构对延缓饱和、提高效率的作用。     

Ka波段微带检波器设计

介绍了一种中心频率为35GHz,带宽为±2GHz的混合集成检波器设计方法及测试结果。该检波器输入端口为标准矩形波导,通过对极鳍线实现波导到微带的过渡,采用高频电磁场仿真软件和微波电路CAD软件完成该检波器的设计。     

三厘米虚阴极振荡器

主研人员谢文楷钱光弟刘盛纲蒙林朱雄伟“三厘米虚阴极振功器”是在“虚阴极器件研究”的理论基础上,利用现有的高阻抗、低束流强流脉冲电子束加速器研制的一种实验装置,该成果的内容包括:(1)虚阴极振荡器基本技术、如对传输线与二极管的匹配、Vircator波导模式、带宽、功率及束质量的影响等进行了定量的分析与计算;(2)针对高阻抗、低束流加速器,采用了一种特殊均压方法的平面阴极一栅网阳极产生高功率电子束,强磁场短磁线圈聚束技术,同轴渐变过渡段阻抗匹配技术,     

铌酸锂电光长周期波导光栅

该文对用铌酸锂制作电光长周期波导光栅的研究进展进行了综述。讨论了用铌酸锂制作长周期光栅的难点,介绍了解决此难点所用的特殊铌酸锂波导的制作原理和方法,再重点论述了对铌酸锂电光长周期波导光栅的研究,包括包层模阶数、铌酸锂波导的结构参数对光栅性能的影响以及光栅的谐振波长的温度灵敏度。研究表明铌酸锂长周期波导光栅的强度和谐振波长可分别由电压和温度调控,使该器件能进一步开发成为新型高速动态光滤波器或调制器。目前在最佳样品中实现25dB光栅强度调控所需的驱动电压不超过49V,其谐振波长的温度灵敏度为-1.0nm/℃。     

新型渐变折射率低损耗大角度Y分支器的研究

针对集成光学中普通Y分支波导分支角度小,不利于集成的问题,提出了一种新型基于渐变折射率波导的低损耗大角度Y分支结构,经过理论分析和大量的有限差分光束传播法仿真,结果表明在分支角度为10时辐射损耗为0.176 dB,与传统Y分支相比, 新型Y分支器具有损耗小,结构简单的特点。     

新型微带交叉耦合环微波带通滤波器

设计了一种新型交叉耦合结构带通滤波器,采用了凹槽环形式谐振器,使得获得同样的耦合系数新型结构相邻两环间的距离明显减小,因此这种滤波器具有小型化的优点。通过在传输函数中引入了两个传输零点,使得此种结构的滤波器具有更高的品质因数。利用电磁软件CST的分析给出了此种结构的耦合系数的结构参数,设计了一个工作在X波段的该结构带通滤波器,尺寸为5.9mm×5.9mm,带外抑制为25dB以上,带内插损为3.2dB,最后的实验结果与仿真曲线一致性较好。     

Q波段宽带四倍频放大组件研究

Q波段(33~50GHz)比Ka波段(26.5~40GHz)频率更高,对这一波段国内研究较少。该文设计了一种Q波段宽带四倍频放大组件,该组件包含两级二倍频器、两级之间的带通滤波器和一级毫米波功率放大器,最后通过微带到波导过渡输出。设计宽带带通滤波器的目的是为了抑制基波和三次谐波。测试结果表明,在33~50GHz的输出频率范围内,输出功率大于10.5dB,谐波抑制大于31.6dBc。该倍频放大组件具有输出频带宽、体积小、输出功率高以及谐波抑制度高的特点。     

帽结构振荡器的电磁分析

帽结构振荡器是输出功率最大、转换效率最高、具有代表性的固态振荡器,但至今缺少较全面的电磁分析。本文以谐振腔激励和波导中电磁辐射理论为基础,首先通过0价近似研究,指出了波导内径向腔的激励和谐振模式控制的基本原理。尔后讨论了径向腔内TM_(11),TM_(21)和TM_(01)谐振模式在矩形波导内的电磁辐射特性。着重从微波电路考虑,给出了设计中应该遵守的原则,并附上相应的实验结果。     

动态偏置射频功率放大器研究

分析了功率放大器输入输出响应特性与栅极偏置电路时间常数的关系,以及信号通过功率放大器后的矢量幅度误差(EVM)和邻信道功率抑制比(ACPR)。并基于MW4IC2230设计了工作于2GHz频段,输出33dBm的TD-SCDMA三载波射频功率放大器,以验证该关系。当动态偏置电路时间常数为1ms时,功率放大器输出EVM为2.5%,ACPR为?43dB。根据TD-SCDMA物理信道特点,提出对偏置电路的控制可以比传输信号起始时刻提前,当该提前量为1.5μs、动态偏置电路时间常数为1ms时,功率放大器输出EVM为1.8%,ACPR为?45dB,满足TD-SCDMA系统标准要求。     

行波管“冷参数”测试技术的研究

针对因螺旋线行波管慢波线的结构特殊,导致其管内输能机构和切断衰减器的反射系数不易测量的问题,提出了利用多点法对输能机构和切断衰减器的反射系数进行测量的方法,并讨论了测试中所用探针反射系数的测试技术。该方法具有无损伤、测试方便等优点,也可用于其他类似特殊结构反射系数的测量。