宽带巴伦的研究与仿真

在宽带Marchand巴伦设计中,为获得高宽带,并得到较好的端口匹配性能,采用三线耦合微带线代替双线耦合线增加耦合度以扩展带宽。同时利用电容、电感补偿法和阻抗网络法提高端口匹配性能。仿真结果表明：在满足宽带的要求下,端口匹配度、输出平衡度和相位差都得到较大改善。在20GHz～55GHz带宽内,S22,S33均小于-15dB,S23小于-10dB,S21在-3.6dB左右,幅度差为0.1dB左右。     

一种小型化带通滤波微带巴伦设计

提出一种小型化带通滤波微带巴伦的设计。在Marchand巴伦的基础上,使用一个半波长和两个1/4波长传输线作为谐振器,在带通滤波微带巴伦的两个输出端口可以获得相同幅度和相反相位的平衡信号。利用谐振器平行线耦合可以观察到通带两侧存在两个传输零点。对提出的中心工作频率在2.65 GHz的带通滤波微带巴伦进行了实物加工与测试。两个输出端口信号幅度差与相位差分别为±0.4 dB和180°±5°。仿真与测量结果有较好的一致性,验证了本文所提方案的可行性。     

一种超宽带宽边耦合微带定向耦合器

提出了一种新颖的超宽带宽边耦合微带定向耦合器,相比窄边耦合结构,宽边耦合增加了耦合面积,可实现宽频的3 dB紧耦合.同时,为进一步拓展耦合器工作带宽,该文采用渐变耦合结构替代传统的矩形耦合结构.通过HFSS仿真验证,此定向耦合器在2～6 GHz频带内插入损耗小于0.9dB,输入端口回波损耗大于20 dB,端口隔离度大于21 dB.     

基于双导体耦合线Marchand 巴伦的 快速建模与设计*

针对Marchand 巴伦模型参数提取效率低,耗时长的问题,本文提出了一种快速提取Marchand 巴伦模型参数的 方法。传统的耦合线建模过程中,当耦合线的物理尺寸,如长度、宽度、间距发生变化,需要重新进行电磁场仿真,占据大量的 计算机资源和仿真时间。本文首先基于c、π 模表征的耦合线分布模型构建了Marchand 巴伦模型,通过对耦合线全波电磁场 仿真获得的模型参数提取结果进行数据分析和拟合,找出耦合线物理尺寸和模型参数之间的关系,建立对应方程,避免在巴伦 设计优化过程中反复进行电磁场仿真,达到快速设计Marchand 巴伦的目的。使用该方法基于PCB 板设计了中心频率为 2.4 GHz 的巴伦进行验证,测试结果表明该方法提取的模型参数具有较好的精度,能够满足巴伦的快速设计需求。     

宽频带微带传输线巴伦的研究

对具有宽频带特性的微带传输线巴伦进行了研究,并应用微波网络优化理论对其进行了详细的理论分析与设计,数值计算结果与有关文献一致。最后,设计并制做了具有十倍频程的微带传输线巴伦,举例说明了本文方法的有效性。     

双频带巴伦馈电的宽带双频印刷偶极子设计

研究一种巴伦馈电双频印刷偶极子天线。为了使印刷偶极子天线工作在WLAN 频段,H 形状的缝隙开在偶极子两个臂上。优化无巴伦馈电的辐射单元,使得天线在回波损耗小于-10 dB 的情况下工作在2.4 GHz (2180-2750 MHz)和5.2 GHz (5040-5480 MHz)。为了展宽带宽,本文设计了一种改进的Marchand 巴伦,它能提供两个谐振点以增加阻抗带宽。通过优化辐射单元和双频带巴伦,设计了工作在2150-2750 MHz 和5050-6230 MHz 的印刷偶极子天线。设计公式在文章中已经给出,计算和测试结果吻合得很好。     

一种新型超宽带微带巴伦的设计

根据接地共面波导和耦合微带线设计了一类新型超宽带微带巴伦（平衡／非平衡转换器）。与传统基于共面波导和共面带状线的微带巴伦相比，该新型微带巴伦采用低介电常数介质基板制作，结构紧凑、成本低廉。设计和制作了一个50n非平衡到50n平衡馈电转换的微带巴伦，通过有限元的数值仿真和网络分析仪测试，证明了该超宽带微带巴伦具备优异的超宽带特性，从0．1GH：到12.6GHz的频率范围，测试得到的馈电端口反射系数低于-10dB，插入损耗小于3dB。     

基于LTCC的超宽带巴伦滤波器小型化设计

该文设计了一种基于低温共烧陶瓷(LTCC)技术的小型化超宽带巴伦(Balun)滤波器。该巴伦滤波器由一个五阶带通滤波器和基于Marchand巴伦改进型巴伦级联组成,带通滤波器采用耦合谐振式的设计方法,设计成宽带高抑制巴伦滤波器,在二阶、三阶和四阶谐振之间创新采用电感级联的拓扑结构,使相对带宽在48%以上。巴伦输入与输出之间的耦合采用一种并联堆叠式耦合螺旋传输线,增强了传输线之间的耦合,并拓宽了巴伦的带宽。结果表明,该巴伦滤波器通带为1.71～2.76 GHz,插损均小于2.3 dB;在50～669 MHz,抑制大于35 dB;在669～1 245 MHz,抑制大于17 dB;在3 205～3 400 MHz,抑制大于27 dB;在3 400～6 000 MHz,抑制均大于30 dB。两个输出端口信号的相位差和幅度差分别为180°±15°(1 710～2 340 MHz)、180°±10°(2 500～2 760 MHz)和±1.0 dB,具有较高的通用性和良好的应用市场。     

L波段小体积微带监测耦合器设计研究

提出了一种用于1/8监测网络的微带线定向耦合器,该微带线定向耦合器结构在传统的微带线定向耦合器两端加入补偿电容,具有高定向性,给出了物理模型,对该结构进行了理论分析,并设计制作和测量了该种耦合器。测量结果表明,该定向耦合器的耦合度为26dB,工作频带为1.2～1.4GHz,隔离度超过-53dB,性能指标明显优于传统结构的微带线定向耦合器。同时减小了微带线定向耦合器的尺寸。     

小型化三耦合线Marchand巴伦的等效模型分析与验证

为了实现三耦合线Marchand巴伦的快速设计,缩小巴伦的尺寸,提出了一种简化的三耦合线Marchand 巴伦等效模型及小型化设计方法。该等效模型将复杂的三耦合线的S参数散射矩阵的计算问题简化为对两个并联的平行耦合线的S参数散射矩阵的计算。为了验证该模型和设计方法的有效性,采用0.1 μm 砷化镓pHEMT (pseudomorphic High Electron Mobility Transistor)工艺制作了一款75~110 GHz的单平衡混频芯片,最终应用于单平衡混频器的巴伦耦合线长度被缩减为中心频率1/4波长的44%。良好的混频器性能和紧凑的芯片面积证明了所提三耦合线巴伦的等效模型和设计方法能够为单片集成微波电路芯片的设计提供指导作用。     

基于LTCC技术的小型化MarchandBalun设计

在对巴伦的基本原理和耦合传输线奇偶模阻抗特性研究的基础上,基于LTCC技术设计了中心频率为1．35GHz的小型化MarchandBalun。设计中使用宽边耦合带状线来实现MarchandBalun内部的耦合区段。仿真结果表明,MarchandBalun的中心频率为1．35GHz,S11为．31．39dB;带内插入损耗在-0．55～1．12dB之间,满足设计指标的要求。     

一种新型的超宽带微带转共面带状线巴伦

设计了一种新型的微带转共面带状线（coplanarStripLine以下简称CPS）的巴伦结构。它可以应用于多种常用的介质板上,具有结构紧凑、超宽带、低损耗的特点。制作了一个两端为500微带线的背靠背电路,测试得插入损耗（S21）〉-1dB、回波损耗（S11）〈-15dB的带宽为2．7GHz～7．3GHz,S21〉-4dB、S11〈-10dB的带宽为1．4GHz～15．6GHz。     

微带巴仑双极PIN管电调衰减器分析与设计

本文分析了一种具有微带已仑结构的双极PIN管电调衰减器，该衰减器结构合理，衰减动态范围大，并可以实现双极衰减特性。文中给出了设计方法和实验结果。实验表明，该衰减器在2.10～2.30GHZ电调范围±5V内最大衰减可达35dB。     

一种平面宽带Marchand Balun的新型模型

本文提出了一种新的Marchand Balun 模型。通过对构成Balun基本单元的λ/4耦合线进行奇、偶模分析,获得了耦合线的基本等效表达式。基于所提出的5阶集总元件等效电路,耦合线的自感、互感系数和电容均能根据奇偶模特性阻抗计算得到,从而可以较为方便的得到Balun的模型参数。为对模型进行验证,本文基于GaAs工艺设计了一个单片宽带Marchand Balun,并使用三维电磁场工具对其进行了仿真验证,最后通过流片测试对模型进行了实验验证。电磁场仿真与实验结果与所提的模型仿真结果相一致,应用该模型可以使对Marchan Balun的设计变得更为快速和便捷,并且适用于较宽的频带范围。     

一种新型S波段宽带圆形贴片天线的设计

采用HFSS11电磁场仿真软件设计和仿真了一种工作于S波段的新型宽带圆形微带贴片天线。天线采用聚四氟乙烯和空气两层介质,通过同轴探针顶部加载圆形金属电容片来对辐射贴片进行耦合馈电,由此补偿探针引起的电感;同时,在圆形贴片上开圆弧形缝隙,以生成第二个谐振点,从而进一步增大带宽。结果表明,天线的阻抗带宽达到了38%（VSWR〈2）,并且在带宽内天线的辐射方向图基本保持稳定。     

A novel model for a planar wideband Marchand balun

A new lumped element model for conventional Marchand baluns is presented.Analyzed by the evenand odd-mode method,the equivalent equations are derived forλ/4 coupled lines.Based on the proposed 5th-order lumped equivalent circuit forλ/4 coupled lines,the self-inductance,mutual inductive coupling and the capacitance can be calculated according to the even- and odd-mode characteristic impedance,therefore,the model parameters of the balun can be easily gained from the derived equations.To verify the model,a GaAs monolithic wideband Marchand balun was implemented and tested.The EM simulation and experimental results show a good agreement with the model simulation.This model is available in a wide frequency range and makes the design procedure of the Marchand balun faster and easier.     

悬置微带线的过渡设计

设计了一种新型微带-悬置微带线和波导-悬置微带线的过渡结构。此过渡模型工艺简单、尺寸紧凑、加工精度不高,在较宽的频带范围内实现了较好的过渡特性。这种过渡设计可以改善悬置微带电路的应用范围,同其它电路或系统可以更好地综合应用。通过仿真设计和样品测试,在整个Ka频段,波导-悬置微带线过渡结构插入损耗小于0.75 dB。