一种新型双层介质结构Butler矩阵研究

提出并实现一种基于双层微带结构的新型8×8 Butler矩阵。利用双层微波电路结构将器件分置于上下层以省略跨接器;采用两段近似λ_g/8阶梯耦合微带线Schiffman结构实现宽频带移相;采用三分支线定向耦合器作为宽带电桥。采用该方法设计并实现工作于C波段的8×8 Butler矩阵样品;实测结果表明,其可在(4.2~5.3)GHz范围内实现各端口回波损耗不大于10dB、端口隔离不小于17dB、功分比误差不超过±1.5dB、相位误差不大于±12°等指标,实测平均插入损耗约2.5dB。新型Butler矩阵较之采用跨接器的经典结构损耗小,更加适用于较大规模多波束成型网络。     

基于分形的宽带漏波天线研究

设计了一种新型的具有宽频带特性的微带平面漏波天线.该天线由基片集成波导喇叭、抛物面结构和一组30×10单元的微带贴片阵列组成.分析比较了普通贴片和分形结构贴片天线的带宽和辐射特性,发现具有分形结构单元的天线具有更宽的频带和更好的辐射特性.仿真结果表明,采用Minkowski准分形结构贴片单元的漏波天线在18～22GHz内回波损耗都大于10dB,带内增益可达17dB.实测结果表明,天线在18～22GHz内回波损耗大于10dB,在20GHz增益为14dB,适合于卫星应用.这为将其用作对地观测卫星数传天线提供了新的理论支撑.该新型微带平面漏波天线具有高增益、宽频带、小体积、轻质量和波束扫描等优势,可作为航天器天线的优选.      

Ka波段MEMS分布线式移相器特性的仿真研究

在理想共面波导CPW（coplanar-waveguide）上周期性加载微电子机械系统MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems）开关,实现了4位Ka波段分布线式DMTL（distributed MEMS transmission line）移相器的建模和仿真。通过改变驱动电压来调整MEMS桥的高度,从而改变CPW的相速达到实时延迟。并采用HFSS全波分析和ADS电路分析工具,经仿真计算表明在38GHz以下移相器具有良好的移相精度（3°）、较低的插损（S21在-10dB以下）及回波损耗（S11〈-4dB）,在弹载相控阵收发组件上具有较大应用价值。     

应用LTCC工艺的基片集成波导开关矩阵

文章首次应用低温共烧陶瓷(Low-temperature Co-fired Ceramic,LTCC)工艺和基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)技术,实现了星载高频段开关矩阵。首先详细讨论了不同层间SIW 通道的连接过渡方式,并分析了通道间隔离度特性。在此基础之上,应用单刀双掷开关芯片作为通道选择器件,多层SIW 通道作为射频信号传输、连接和交叉通道,实现了基于LTCC技术的高隔离度、低插损的K 频段4x4开关矩阵,在20~21GHz频带内实测的通道插入损耗小于8dB,通道间隔离度大于38dB。从而解决LTCC高频开关矩阵设计受限于传统带状线特性而导致得到的开关矩阵插入损耗大、隔离度低的技术瓶颈。     

低插入损耗宽带模拟信号处理滤波用超导抽头延迟线

横向波滤波器已经用微型超导抽头延迟线实现。由于超导体的损耗低,这就有可能采用小型带状线结构在微波频段提供有效延迟。抽头延迟线是以回波耦合器或以阻抗间断形式来实现的。Chirp(线性调频滤波器)是用这样一些耦合器级联起来增加长度的办法组成的。在2.6GHz带宽内做了脉冲展宽和压缩实验。通过给这些抽头加权,可使旁边电平的减小,比峰值输出低26dB。应用耦合模的分析来预测这种滤波器的响应特性,其分析结果与实验非常符合。分析还表明,如果加强耦合使插入损耗减小约10dB,就会产生明显相位畸变,旁边的电平同时成比例地减小。已经提出一种计算方法,根据它来调整抽头的位置,以便用补偿抽头重加权引起的畸变来预先修正相位响应。对经预先修正的器件的进一步分析表明,在插入损耗为3dB的汉明(Hamming)加权滤波器中,旁边的相对电平能够达到41dB。这种技术可用于声波滤波器和光栅滤波器。     

锥形同轴线阻抗渐变对S参数的影响研究CSCD

为了使通用仪器设备的输出阻抗与锥形同轴线的特性阻抗匹配,减少回波反射,设计了锥形同轴线阻抗匹配。分别比较了阻抗指数渐变,三角形渐变和klopfenstein渐变等三种渐变线方式下的阻抗匹配部分的S参数仿真结果,为实现阻抗渐变,分别比较了变内导体曲面和变外导体曲面两种方式,结果表明采用变内导体曲面使得阻抗指数渐变时,具有较好的驻波特性,频率10GHz以下驻波小于1.2,20GHz以下驻波小于2.5。     

(0.1～1.8)GHz SiGe HBT超宽带低噪声放大电路设计

本文选用SiGe材料低噪声放大芯片,设计了一款(0.1~1.8)GHz小型低功耗超宽带低噪声放大器（LNA）。该LNA采用两级放大结构,负反馈方式实现宽带匹配,级间和输出端匹配采用小阻值电阻提高电路稳定性,电路尺寸为35mm×15mm。测试结果表明：工作频率为(0.1~1.8)GHz,在室温条件下,增益为30dB,噪声系数<0.82dB,增益平坦度<0.5dB,输入输出回波损耗<-10dB,直流功耗为41.8mW;在-40℃低温条件下,增益为32dB,增益平坦度、输入输出回波损耗、直流功耗与室温下一致,噪声系数<0.69dB。设计过程与测试结果验证了本文中使用室温SiGe放大管的S参数计算-40℃温度下该芯片S参数方法的可行性。     

一种新型宽频带单脉冲天馈系统

提出了一种新近研制成功的结构紧凑的S~C波段新型的宽频带单脉冲天馈系统.其关键部件包括天线单元、宽频带魔T及宽频带功分器.通过对渐变槽线天线单元的分析和计算、天线阵列的分布及阵因子的计算、微带-槽线双重接头及其构成的魔T的研究,而获得了高增益的宽频带单脉冲天馈系统.天馈系统的实测结果与理论设计相吻合.      

周期性结构在毫米波波导同轴转换中应用

波导同轴转换连接器是微波、毫米波通信和测试中非常重要的器件.基于PBG(Photonic Band-Gap)和阶梯阻抗变换结构在导波系统中对电磁波传播性能的影响,探讨和研究了将这2种周期性结构应用在8 mm波导同轴转换连接器的设计中的情况,通过在同轴腔内导体介质支撑垫中布置二维PBG结构抑制同轴部分横向溢散的电磁波,通过在波导腔体内增加阶梯阻抗结构,改善阻抗变换效率,提高波导同轴转换器件的传输性能.仿真和实验证明了这种PBG/阶梯阻抗变换结构在毫米波波段同轴波导转换设计应用中的有效性,改善了系统的性能及稳定性,在不增加通常的调谐器件情况下,在较宽的频带范围内有效降低了驻波比.      

W波段多注交错双栅行波放大器的高频特性

提出了一种采用平面线性排列的3个圆形电子注代替平面带状电子注的W波段交错双栅行波放大器微型化慢波高频结构,并重点对其行波传输特性和输入输出耦合特性进行了仿真设计和参数优化.结果表明,这种平面微型化高频结构的行波传输色散特性良好且有很大的工作带宽,所产生的强轴向电场分布非常有利于电子注与高频场的能量交换和相互作用.在保证平面微型结构中圆形注通道直径和带状注通道高度相同的情况下,得到的耦合阻抗是带状注交错双栅慢波高频系统2~3倍,为行波放大器高效率的注波互作用和高功率输出提供了新的研究思路.为了与该交错双栅高频系统相匹配,提出了一种更为简单易行的输入与输出耦合结构,仅采用三周期渐变过渡段就可以实现反射系数S₁₁在较宽频带内低于-20dB的良好结果,更有利于行波放大器未来的工程实现与应用.      

电介质测量中的谐振腔Q因子特性

对同轴线-集中电容负载谐振腔, 采用传输测量使用的3dB 三频法决定有载Q_l, 计及谐振频率下的插入损耗后获得无载Q_u, 对同一腔体, 也用单端口反射测量技术的xdB 三频法, 并通过测量回程损耗在谐振点和xdB 点的输入反射系数振幅来获得无载Q_u. 在500MHz 下40 个不同的耦合状况下, 两种方法得到无载Q_u的算术平均值和标准差为2519±34. 这两种技术被用来调节和实现传输型谐振腔的输入、输出的等耦合和电介质测量, 本文从介质损耗测量的观点讨论了如何使用有载Q_l和无载Q_u.      

测控装备机内测试设备计量校准技术研究

研究测控装备机内测试设备计量校准方法，获取机内测试设备技术状态的准确信息，是确保测控装备量值准确可靠的基础。以系统理论为指导，研究测控装备机内测试设备的工作运行机理和计量校准方法，选取某型测控装备，分析其技术要求、确定校准点、校准接口和校准设备，明确计量校准项目和参数，对提出的测控装备机内测试设备计量校准方法进行实验验证，为今后开展机内测试设备计量校准提供了方法和依据。     

C波段统一载波的微波集成下变频器

本文所介绍的是专为卫星工程地面站研制的C波段统一载波的微波集成下变频器。它具有三通道特性,每通道具有净增益20分贝,噪声系数小于8分贝,前中输出干扰电平小于12微伏。和与差信道问随机均方根相位差值小于0.3度;三通道间隔离度大于60分贝;一致性小于±0.5分贝。通过正确选择一本振频率,可以对27个信号进行跟踪和遥测。     

K型半刚性电缆接头的研制

介绍K型半刚性电缆接头的特点和主要技术指标,着重讨论K型半刚性电缆接头的设计和结构,给出了自行研制的K型接头经美国HP8510毫米波网络分析仪详细测试的结果。测试结果证明,在25.5～40GHz频带内返回损耗为-14.55～38.55dB,接近国外同类产品水平,为国内毫米波接头填补了一项空白,并为我国毫米波同轴系统的推广应用打下了初步基础。     

WCDMA数字中频发信机的设计

基于软件无线电技术的设计理念,提出了一种新型的WCDMA数字中频发信机结构:内插和滤波设计中采用根升余弦数字滤波器(RRC)、半带滤波器(HB)以及积分梳状滤波器(CIC)三者相结合的方式,在数字域进行三载合路,并使用削峰和数字预失真技术对信号进行优化处理。新型结构使得设计灵活性更大,对射频功放线性度要求更低。关键模块的Matlab仿真结果表明,三载波主要性能指标邻道泄露比(ACLR)在5 MHz和10 MHz处改善度分别为20 dB和18 dB,达到-58 dBc和-60 dBc,完全满足3GPP协议的设计要求。     

一种新型路径共享真时延波束合成架构的设计

为满足宽带天线通信系统多输入多输出的要求,提出了一种新型路径共享真时延波束合成架构。通过真时延单元提供的一定延时差弥补信号到达天线的时间差,合成多路信号来提高输出能力。相比于传统的波束合成架构,该架构通过真时延单元共享,节省芯片面积。该架构具有中心对称性与可扩展性,可支持2M个输入和2K个输出。基于HHNEC 0.18 μm CMOS工艺设计四入四出波束合成器单元,对提出的架构加以验证。仿真结果表明,工作频带为0.5~1.5 GHz,延时分辨率为80 ps、最大延时为720 ps。在天线间距为10.5 cm的情况下,能够提供±43°和±13°四个扫描角度。输入输出回波损耗≤-10 dB,带内整体增益为约26 dB,增益平坦度≤3 dB。版图面积（包括I/O焊盘和ESD）为3.69 mm×3.62 mm。