E面金属插片波导滤波器的CAD技术及研制

Ｅ面金属插片波导滤波器的ＣＡＤ技术及研制主研人员：王锡良卿显明沈丽英冯永成应用精确的波导模场理论，研究开发了Ｅ面金属插片波导滤波器ＣＡＤ综合设计软件。该ＣＡＤ软件可以对波毫米波频段内各种参数的波导滤波器进行综合优化设计，从而提高了综合设计精度；利用该...     

一种新型低损耗1×4光分路器的设计

对新型低损耗大角度Y分支波导进行了详细的设计和优化,并用有限差分光束传播法对Y分支结构进行了验证。仿真结果表明新型的Y分支波导在大分支角度时具有非常小的损耗。最后,设计了由三个Y分支级联所构成的新型1?光分路器,仿真结果表明其具有损耗小,结构简单,且极大地减小了器件长度,有利于器件的进一步集成。     

PIN二极管在毫米波平面电路的应用—鳍线波导PIN二极管衰减器

本文叙述了适合毫米波段应用的一种衰减器,它是在波导中的鳍形线上加接PIN二极管构成的鳍线波导PIN二极管衰减器。文中介绍了鳍线波导的特性及设计方法,还阐述了PIN二极管的电调特性。最后,举例说明该种衰减器的结构及特性。     

宽带毫米波全向天线

主研人员：沈丽英卿显明王锡良吕生样刘拴虎陈小强该成果采用不对称双锥嗽叭作为宽带毫米波全向天线，设计了一种脊波导一同轴线过渡结构作馈电网络，巧妙地解决了天线的馈电问题，尺寸紧凑，满足了天线输人端口必须为波导形式的实际工程要求，在26－40GHZ宽频带范围内具有优良的电性能指标，经使用证明，该天线性能稳定、可靠。宽带毫米波全向天线@科卞     

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。     

在包含不均匀介质的柱形波导中的电磁波传播问题

本文研究用介电常数沿一度空间变化的不均匀介质填充的直波导中的传播模式,并讨论这种结构中传播常数的计算方法。求出某些特殊情况的精确解,而这些问题的一部分过去只有漸近解或多项式解。对波导尺寸我们不加任何限制,因而文中所得结果适用于光波、微波以及毫米波的传输。在本文所讨论的波导问题中,所得结果不能直接从现有文献中导出。我们已经从基本微分方程理论中算出了这些结果。合流超几何函数理论在我们处理这些波导问題时用得很多。     

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。     

只在一个方向以不均匀介质填充的均匀波导的模式理论

本文研究以介电常数沿一度空间变化的不均匀介质填充的直波导。重点讨论其传播模式和传播常数的计算公式,给出某些特殊情况的精确解,而过去所用的只是这些解的渐近的或多项式的值。在分析中,我们沒有对波导尺寸作任何限制,因而所提出的结果不仅适用于微波和毫米波的传输,同时也适用于光频波的传输。本文所涉及的波导问题的讨论结果是无法从现有文献中直接得出的,我们已经用微分方程的基本理论算出了这些结果,并且以介电常数沿传播方向变化的介质填充椭圆波导为例作了讨论。     

低噪声混频技术─—同轴毫米波微带双平衡混频技术的研究

主研人员：廖品霖谢同芳陈玲毫米波混频器是毫米波外差式电子设备中不可缺少的关键部件。该课题研究的毫米波同轴接口混频器使用的波段范围比波导接口的混频器更宽，对扩展无线电设备的工作频段具有十分重要的意义。同轴毫米波微带双平衡混频技术采用K型同轴接头及双面悬置微带巴伦和混频器管堆，引用P0ghl－Teh吮yshsff＄进线综合法，通过CAD获得在变换长度一定时具有最宽的工作频带。同时采用MMICI艺技术实现小体积的设计，达到宽频带、低噪声、低变频损耗和高隔离度的高性能指标。其主要技术性能指标为：工作频段：18－40GHz变频损…     

一种新型毫米波集成功率合成器的研究

提出了一种结构新颖、利用耿氏管管蕊制作的毫米波Ｅ 面混合集成功率合成器及其设计方法。功率合成器电路由Ｅ 面悬置耦合带线和鳍线构成,输出端口为标准矩形波导。在Ｋａ 频段,双管芯合成源在５５０ ＭＨｚ 的机调带宽内,输出功率大于２００ ｍ Ｗ,最大输出功率为３０５ ｍ Ｗ。     

基片集成波导技术:最新的发展及未来的展望(英文)

回顾了基片集成波导技术(SIW)最新的发展动态。到目前为止,所报道的各种各样基于基片集成波导技术的无源和有源元器件已经证明,它们能够被有效地集成为低成本基片片载系统(SoS),为封装系统提供了完整的解决方案。讨论了不同的创新型基片集成波导的波束形成技术,展望了未来的发展方向,提出了将基片集成电路扩展到三维空间以及在相同的基片构建模块上将不同的波导结构进行混合集成的思想,描述了用于毫米波和太赫兹应用的基片集成波导技术其它的发展趋势,这包括非线性和有源波导的开发以及基于CMOS技术的波导合成。     

E面悬置介质谐振器

提出一种Ｅ面悬置介质谐振器的结构，由于该结构一方面具有Ｅ面集成传输线的特点，能与各类Ｅ面电路构成集成化的稳频和滤波结构，同时，在毫米波段能获得比微带－介质耦合集成形式更高的Ｑ值。该Ｅ面介质谐振器的研究结果，为Ｅ面集成传输线提供了一种高Ｑ谐振元件，能扩大Ｅ面集成传输线的应用范围和元部件技术参数。利用矩形介质谐振器在Ｋａ频段实现了３２００的Ｑ值。文中的理论分析经实验验证，具有较高的精度     

波导元件的合理结构与尺寸链

波导元件是一种研究微波传输的精密机械装置。由于电性能的要求,表面光洁度等级大多都很高;由于要求另件相互位置和运动的准确、平稳,精度等级也比较高。因为很多另件尺寸小,多数用强度低的有色金属材料,加工时特别容易变形。这些特点给机械加工带来了很大困难,于是就迫切要求改进结构的工艺性,在性能允许条件下,规定出尺寸与相互位置的最大合理公差值。作者结合我院波导元件的生产,在这方面做了一些工作。     

毫米波平面回音壁模介质谐振器的实验研究

报道了一种适合于工作在毫米波段的新型平面回音壁摸介质谐振器的实验研究，实验工作在Ｋａ波段进行。测试结果包括谐振频率和有载Ｑ值。同时还讨论了平面回音壁模介质谐振器在毫米波电路中的应用，研制了一个由该谐振器构成的Ｋａ波段微带型定向滤波器。实验结果表明：平面回音壁模介质谐振器在毫米波段具有尺寸大，Ｑ值高，谐振频谱纯和易于实现集成电路等优点。     

毫米波E面混合集成电调振荡器

提出了一种结构新颖、利用梁式引线变容管进行调谐的毫米波Ｅ面混合集成电调振荡器及其设计方法。电调振荡器由Ｅ面悬置耦合带线和鳍线构成,输出端口为标准矩形波导。通过对变容管偏压的调节,振荡器在３５ＧＨｚ频率处有７８０ＭＨｚ的电调带宽,带内功率输出为（１９.３±０．５）ｄＢｍ。     

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。     

波导环形器的三維場理论及数值分析

本文从麦克斯韦方程出发分析了具有结内金属匹配台阶的H面波导结环行器。将环行结分成四个区域,在每个区域中分別用正规模展开其中的电磁场。在各区域的界面上进行模式匹配,在波导口和结区的匹配柱面上采用点匹配方法。并对三公分波段三端口Y结波导环行器进行了数值计算和实验研究。实验结果与理论计算值吻合较好。     

LiNbO_3光波调制器的优化设计

在分析了外加电场对 LiNbO_3光波导导模作用的基础上,将外加信号引起的相移分解为理想相移和归一化相移,从而建立了一种对光波导调制器横向尺寸和纵向结构进行优化设计的新方法,并以共面波导强度调制器为例,给出了四组优化设计结果。     

分段电极集成光波导电场传感器的研究

针对电磁兼容测试中对小尺寸大带宽电场传感器的需求,用x切y传iNbO3晶体的M-Z干涉仪结构, 设计并制作了一种实用的集成光波导电场传感器．器件含有10段电极,尺寸为60min×6mm×0．5 mm．在入射场强为120dBμV/m,试验结果显示传感器的3dB响应带宽为2．2GHz．     

等直径金属销波导带通滤波器的设计

采用高精度模式匹配法设计了一种双列正方柱金属销波导型带通滤波器,应用经验公式将正方柱金属销等效为等直径圆柱金属销。滤波器采用的双圆柱金属销结构使所设计的滤波器具有良好的带外抑制性,结构简单,便于加工,适合批量生产。其数值计算结果和滤波器样品的测试结果基本吻合。证明了模式匹配法的精确性和经验公式的有效性。