基于PCB工艺的X波段嵌入式铁氧体微带环行器设计

提出了一种基于印制电路板(PCB)工艺的嵌入式微带环行器设计思路。以相应的结环行器设计理论为基础,通过电磁仿真软件进行仿真优化,设计了一种基于PCB工艺的嵌入式X波段双结微带环行器。对实验样机进行了测试,结果显示该微带环行器在8～12GHz范围内具有良好的环行性能:端口电压驻波比小于1.4,单结隔离度大于17 dB,单结传输损耗小于0.5 dB,双结传输损耗小于1.2 dB,双结隔离度大于28 dB,证明了该嵌入式微带环行器设计思路的可行性。在系统集成化水平越来越高的今天,该设计具有一定的应用潜力。     

高速PCB中差分过孔分析与优化

信号完整性在高频高速电路中十分重要,差分过孔的不连续性会严重影响到信号的完整性,针对高速印制电路板(printed circuit board,PCB)中差分信号与共模信号对差分过孔的低反射、高传输和阻抗稳定的设计要求,首先建立差分过孔的等效物理模型与电路模型进行差分过孔的差分信号与共模信号的性能分析;然后在PCB层叠结构和布线模式设计的基础上运用三维电磁仿真软件HFSS设置不同的过孔中心距、反焊盘直径及地过孔数量,对差分过孔的时域阻抗、回波损耗、插入损耗进行仿真与分析,并利用S参数与时域内阻抗变化,分析过孔的差分性能和共模性能;最后通过仿真结果分析,得出过孔中心距38 mils(1 mil=0.025 4 mm)、反焊盘直径32 mils及使用双过孔地过孔的设置使差分信号和共模信号的性能最优,提出优化了差分过孔的性能的新思路,为高速差分过孔设计提供参考。     

集中参数环行器应用一种印制内导体电路的研究

本文主要介绍用印制电路枝术制作集中参数环行器内导体电路的方法,应用膜电路和微带技术中的计算公式设计了集中参数环行器的印制内导体电路,理论计算与际十分符合。获得的器件性能与一般的集中参数环行器基本相同,但工艺简单,便于批生产和进一步小型化,器件的对称性也好。     

基于深度学习的PCB缺陷检测研究

印刷电路板(PCB)是保障电子设备产品可靠性的关键因素。因此,对于PCB板的缺陷检测是一项基本和必要的工作。当前PCB缺陷检测方面已经取得了很大进步,但由于PCB板缺陷的多样性、复杂性以及微小性,传统检测方法仍然难以应对。针对PCB板复杂性和微小性问题,文中提出了一种基于深度学习的PCB微小缺陷检测网络,命名为UF-Net。该网络通过多层卷积提取不同维度的特征,通过上采样及跳层连接(Skip Connect)的方式实现多尺度特征融合;利用RPN(Region Proposal Network)网络生成ROI(Region of Interest);通过ROI-Pooling层提取ROI特征,并经过两个全连接层对ROI区域进行分类和回归,从而实现缺陷检测。文中的方法能够对印制电路板导线缺陷和焊点缺陷进行精确的检测和识别,包括导线的短路、开路、缺口、毛刺以及焊点的孔洞、漏焊、焊盘不全等缺陷。通过对PCB缺陷数据集的定量分析,结果表明,该方法具有较好的移植性,在PCB数据集上的精度达到98.6%,满足PCB实际检测需求。     

基于增强型氮化镓器件的两级DC/DC变换器设计

设计了一台以增强型氮化镓(eGaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)为开关器件的450 W DC/DC模块电源。主功率电路采用同步整流Buck+软开关推挽的两级结构。针对eGaN HEMT应用中的驱动回路寄生电感的影响和驱动印制电路板(PCB)设计改善、开关管死区时间对软开关效果的影响和优化、eGaN HEMT主电路多层PCB布局等关键设计进行了介绍。最后,搭建八层板结构的样机,实测效率可达95%,证明了设计的合理性。     

印制电路板的设计和刀刻制作

在进行简单的电路实验时,一般不超过四五只晶体管的电路,这时采用“刀刻法”制作印制电路最为方便。下面我们以带短路保护的稳压电源为例,介绍刀刻印制电路板的设计方法和制作过程。图1(a)为带短路保护的稳压电源电路原理图。设计时,要以原理图中的晶体管为核心,以各晶体管和所连接的元件在原理图中的位置为依据,在各元件连接处留出一块铜箔作为接线用,接着就可以画出印制板的草图,如图1(b)所示。为了方便于刀刻印制电路板,把做接线用的面积加大,再稍加整理就可画出图1(c)所示,适合刀刻的印制电路板了。在设计印制电路板底图时,遇到几条线相…     

柔性PCB绕组径向磁通微型永磁电机设计

采用无槽结构的高速微型永磁电机在检测设备、医疗器械等方面应用广泛,但无槽电机绕组制作复杂,使用绕组印制技术可以简化绕组的制作过程。目前已有的印制技术多以刚性印制电路板(PCB)为载体应用于轴向磁通电机,对于径向磁通的高速电机来说,刚性PCB已无法满足绕组沿圆周方向分布的需求,柔性PCB绕组应运而生,不过目前还没有完整的柔性PCB绕组电机设计方案。因此,设计了一款高速微型柔性PCB绕组电机,针对柔性PCB绕组特有的缠绕不等距问题,提出了使用平均半径的解决方案,并通过仿真对电机进行了分析。结果表明,平均半径法解决了绕组缠绕不等距的问题,所设计的柔性PCB绕组电机能达到电机技术要求且具有良好的热稳定性。     

微波多层电路过孔散射参数测量方法

过孔属于典型三维不连续结构,是微波多层电路层间互连的重要形式。通过测量获得过孔结构的散射参数是验证相应理论分析和设计方法必不可少的环节。文中提出一种测量过孔散射参数的方法,通过对被测过孔结构的二次加工和夹具的特殊设计,解决了被测件与夹具的连接问题,并且使用移动测量参考面的方法实现了校准件设计和后期测量结果去嵌入的处理。加工测量的频段从10MHz~20GHz,从实际测量与软件仿真结果的对比可以看出,测量连接和夹具的影响已被去除,得到了更准确的反映过孔特性的测量结果。     

双马型聚酰亚胺印制电路基板的研制

本文概述了双马型聚酰亚胺印制电路基板的研制,探讨了树脂、玻璃布预浸料和印制电路基板的性能,以及可制作成多层印制电路板。实验表明该印制电路板是制造高性能大型计算机用多层印制电路板和耐高温印制电路板的理想基材。     

盐雾老化对动车组印制电路板绝缘性能影响研究

为了研究盐雾环境对动车组大功率模块控制电路板绝缘性能的影响,对全新控制电路印制电路板进行盐雾老化实验,搭建印制电路板(PCB)耐冲击电压试验平台,测试盐雾老化对印制电路板层间绝缘以及耐冲击电压的影响,并用扫描电子显微镜(SEM)观察盐雾老化印制电路板表面腐蚀后的微观形貌。结果表明:盐雾环境中,电路板材料受到腐蚀,表面产生裂纹和大量凹坑,且附着大量以铁的氧化物为主要成分的疏松层,导致电路板绝缘性能下降。随着老化时间的延长,印制电路板的层间电阻以及耐冲击电压分3段下降,并且在老化约150 h时,其绝缘性能迅速下降。盐雾对印制电路板表面涂层的腐蚀是其绝缘性能下降的主要原因。     

Ka波段小型化自偏置微带环行器的设计与仿真

为了满足环行器小型化和集成化的需求,基于0.4 mm厚的锶六角铁氧体材料,采用多枝节短截线阻抗匹配设计,利用HFSS软件进行仿真,制备了工作在Ka波段的自偏置环行器。测试结果和仿真结果基本吻合。测试结果表明环行器工作在29 GHz附近,插入损耗3.4 dB,隔离度29.5 dB。分析了插入损耗的主要来源以及改进措施。     

基于铁氧体材料(YIG)的微带环行器设计与仿真

以高纯度的Y2O3、Fe2O3为原料,用固相反应法制备Y3FesO12( YIG)材料,通过VSM、SEM、Agilent 4291B对材料样品进行分析、测试.结果表明,所制备的YIG材料介电常数大约为15,饱和磁化强度μ0Ms约180mT.基于该材料设计环行器,利用Ansoft HFSS仿真软件建立三维电磁场仿真模型...     

Ba-M型六角铁氧体的性能及自偏置环行器仿真设计

采用传统固相反应法结合磁场成型技术制备高取向的Ba-M型六角铁氧体。结合材料性能利用Ansoft HFSS仿真软件建立自偏置环行器三维电磁场模型,设计Ka波段自偏置环行器。实验结果表明,磁场成型铁氧体材料的取向度为0.7,剩磁比为0.88,各向异性场为18.3 kOe;高的各向异性场有望使材料在毫米波高频器件中得到应用。在56.4 GHz材料铁磁共振线宽为377 Oe,理论分析结果显示,铁磁共振线宽主要来源于气孔致宽。仿真结果表明,在32.9~35.8 GHz频率范围内,自偏置环行器的插入损耗小于0.89 dB,并表现出良好的环行性能。     

Ku波段小型化铁氧体隔离器仿真设计

介绍了一种Ku波段小尺寸波导隔离器的设计方法,通过对结式环行器原理分析,采用阻抗匹配设计,利用HFSS软件仿真计算并优化,最终研制出完全满足设计要求的波导隔离器。在工作温度-40~+85℃范围内,器件的技术指标为:电压驻波比≤1.16,正向损耗≤0.2 d B,隔离度≥30 d B,外形尺寸为12.7×33.3×38.3 mm。该隔离器的传输方向尺寸为常规隔离器的一半左右,符合微波通信器件小型化和集成化的发展要求。     

毫米波定向耦合器的设计与优化

根据Bethe小孔耦合理论,结合耦合波衰减因子和场平均修正因子,设计出一定向耦合器,并且利用电磁仿真软件CST进行仿真和优化,在通常等孔间距的情况下,改变了部分孔间距,使其隔离度性能得到了进一步的提高。在设计的30GHz到40GHz的工作频段内,耦合度的仿真值与理论值相比偏差在0.15dB之内,隔离度小于-54dB。最后对实测结果进行了分析,并给出了由各个参数加工误差可能引起的实际误差。     

Ka波段自偏置微带边导模隔离器仿真设计与性能

基于M型锶六角铁氧体的高各向异性场,采用HFSS软件设计了中心频率在28.2GHz的自偏置边导模隔离器。仿真结果表明,在28.2GHz附近,插入损耗为6dB,隔离度大于38dB,20dB以下隔离带宽约为3.5GHz。采用传统固相反应法制备SrM六角铁氧体材料基片并用丝网印刷工艺实现基片上的微带电路,根据设计的结构参数制备了自偏置边导模隔离器。测试结果表明,该自偏置隔离器在27~29GHz范围内,表现出强烈的非互易性,插入损耗小于10dB,最大隔离度大于45dB。由于不需要外加偏置磁场,器件实现了小型化,宽频带,仿真与实测吻合得较好。     

一款适用于5G通信频段的限幅滤波结构的设计

本文设计了一款新型的、工作于5G移动通信频段的限幅滤波一体化结构,其适用于射频前端,具有良好的电磁防护功能。该结构通过将限幅滤波两个模块进行一体化设计,避免了模块之间匹配网络的构建,实现了电路体积的减小。相较于传统的铁氧体频率选择限幅器,该结构在目标频段实现了宽跨度、大功率容量的特点。测试结果表明:在2.55~2.65 GHz频带内,该结构的插入损耗小于1.8 dB,限幅电平约为7.5 dBm;在4.8~4.9 GHz频带内,该结构的插入损耗小于2 dB,限幅电平约为2.5 dBm。在所选频带外,泄露功率被衰减到可忽略不计。因此,本文所设计的结构在保护敏感元件的同时可以有效提高射频前端接收机的灵敏度。     

低噪声放大器的集成设计及测试

根据低噪声放大器的设计原理、结合南京电子器件研究所提供的器件模型,设计了S波段单片低噪声放大器,并在该所的砷化镓(GaAs)工艺线上流片生产,最后进行了测试.在2.2～2.8 GHz,增益大于21 dB,噪声系数小于1.95 dB,输入、输出驻波比小于1.45,在2.5 GHz处1 dB压缩输出功率大于11 dBm.测试结果表明,该电路易于集成、性能可靠,但驻波比还有待改善.     

Ka波段波导-带状线转换结构

提出了一种Ka波段波导 带状线转换结构,通过在多层介质板上地层的椭圆形开孔与两个椭圆形金属贴片结构完成带状线与波导之间的电磁耦合与匹配设计,实现了Ka波段信号在波导与带状线之间的相互转换。同时将背靠背波导 带状线转换结构在三维电磁场仿真软件中进行了建模和优化仿真。经过加工与测试,结果表明,在32.3~38.3 GHz的频带内输入与输出回波损耗小于-10 dB,插入损耗小于1.2 dB。该Ka波段波导 带状线转换结构具备良好的性能,且具有结构简单、加工方便等优点,在毫米波电路设计方面具有较高的应用价值。     

宽带七端口铁氧体环行器组件的研制

介绍了一种新型的宽带x波段七端口环行器组件，当信号从输入端输入时可分成若干个分支信道输出，组件的总插入损耗（6个信道）≤3.5Db，各输出信道之间的反向损耗α_≥30Db，可用于频率变换技术。