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基于微波奇偶模理论、叠加原理和阻抗匹配理论分析设计了3-dB功率分配器的结构参数,使用高频电磁场仿真软件HFSS进行结构仿真和参数优化,得到了最优结果：输入端口1的反射损耗RL=-41.42dB;1和4端口的隔离度Iso=-44.86dB;输出端口2、3的功分度为-3.02 dB和-3.01 dB;输入驻波比VSWR=1.017。     

HL-2A装置低杂波天线3-dB功分器设计

基于微波奇偶模理论、叠加原理和阻抗匹配理论分析设计了3-dB功率分配器的结构参数,使用高频电磁场仿真软件HFSS进行结构仿真和参数优化,得到了最优结果:输入端口1的反射损耗RL=-41.42dB;1和4端口的隔离度Iso=-44.86dB;输出端口2、3的功分度为-3.02dB和-3.01dB;输入驻波比VSWR=1.017。     

超宽带非对称多节定向耦合器设计

介绍了一种超宽带非对称多节定向耦合器的设计方法,采用矩阵运算和网络综合理论设计出1⁹GHz超宽带20dB耦合器,通过ADS仿真软件对其进行仿真,仿真结果表明,该耦合器具有优良的性能。实际测试结果在19GHz超宽带20dB耦合器,通过ADS仿真软件对其进行仿真,仿真结果表明,该耦合器具有优良的性能。实际测试结果在1⁹GHz频带内,插损≤0.7dB;耦合度20dB;带内波动≤1dB;隔离度≥27dB;端口驻波≤1.32。实测数据与仿真结果具有很好的一致性。     

低过模高功率微波方圆模式转换器设计

 设计了一种结构简单的高功率微波方圆模式转换器,可以实现圆波导TM₀₁模式与矩形波导TE10模式之间的相互转换。转换器工作在C波段,中心频率4.1 GHz,其输入端口和输出端口相互垂直。计算和仿真结果表明:中心频率处该模式转换器的转换效率可达99%,回波损耗小于-20 dB,转换效率大于90%的带宽大于0.2 GHz。转换器整体3维尺寸都只有10 cm左右。     

基于人工传输线的小型微带Wilkinson功分器

提出了一种基于人工传输线的小型微带Wilkinson功分器,该器件使用由LC元件构成的人工传输线取代传统传输线,并使用交指电容和贴片电阻进行端口隔离。设计制作的Wilkinson功分器中心频率为915MHz的微带3dB功分器,等幅同相地将输入功率分配到2个输出端口,尺寸仅有传统Wilkinson功分器的25%,端口幅度平衡度±0.2dB,相位平衡度±1°。实验结果表明:功分器带宽为0.49～1.20GHz,插入损耗小于3.2dB,回波损耗大于10dB,仿真结果和测量结果吻合较好。     

特种非对称低损耗1×5光分路器

设计和优化了一种新型低损耗、低偏振的基于二氧化硅的特种非对称1×5光分路器.在设计Y分支结构时,输入端采用缓变展宽波导结构和直波导过渡波导相结合的结构,此结构可以使输入光场缓慢展宽,进行分束前的准备,大大减小分支结构的辐射损耗和模式转换损耗.非对称1×5光分路器第一个端口输出功率占50%,第二至五端口输出功率占50%.利用三维光束传播法模拟和优化了特种非对称1×5光分路器,模拟结果表明,该结构具有均匀性好、器件尺寸小、低损耗和低偏振等优点,1×5光分路器在1 250~1 650 nm波长范围内,第一个输出端口附加损耗小于0.07 dB,均匀性小于0.023 dB,偏振相关损耗小于0.009 dB,第二到五端口附加损耗小于0.45 dB,均匀性小于0.41 dB,偏振相关损耗小于0.06 dB.     

基于SIR结构的高温超导八工器设计

设计了一种基于SIR结构的高温超导微带线八工器,采用阶跃阻抗谐振器,能够有效抑制谐波。采用50欧姆输入馈线作为多工器的公共端口,使多工器结构更加紧凑,实现了小型化设计,并且具有很好的扩展性。采用分割仿真方法,大大缩短了多工器的设计时间。设计八工器工作频带为2400~7850MHz,版图尺寸为54mm×34.5mm,通带内回波损耗优于-22dB,带内插入损耗小于0.1dB,并且整个频带内各个通道隔离度均大于43dB。     

具有单一复合调制区的多模干涉效应耦合器 1×3光开关的分析

基于多模干涉自映像原理,分析了一种仅含一个复合调制区的1×3光开关。该开关处于不同工作状态时,调制臂上所加相位调制量之间存在倍数关系,于是可将调制臂上的相移器组合成一个复合调制区,通过连续改变复合调制区的折射率变化量,因此可以将来自任一输入端的光场轮流切换到任意输出端口。以Al0.07Ga0.93As/GaAs脊形波导结构为例,采用BEAMPROP软件,对该开关进行了优化和理论验证。消光比高达30.3 dB;相邻通道之间的串扰低于-29.8 dB;在1.31μm工作波长处约50 nm的波谱范围内,串扰低于-20 dB。该结构可简化传统多通道开关的调制方法,降低外加控制方法的复杂程度。     

宽带Wilkinson功分器的粒子群优化设计

提出了一种采用圆弧型结构的宽频Wilkinson功分器的优化设计方法。在研究奇模-偶模分析理论的基础上，首先，根据奇-偶模分析理论得出设计电路的参数方程，接着采用粒子群算法对方程进行优化，获得具体的设计参数，有效提高功分器的设计效率与准确性。为了验证设计方案的正确性，设计了8~12 GHz的宽带功分器。测试结果显示，在工作频段范围内，各端口回波损耗小于-20 dB，传输损耗小于3.4 dB，隔离度小于-20 dB，实物测试结果与仿真结果吻合良好，验证了设计方法的可行性。     

光交换芯片中串扰的相干特性研究

以马赫-曾德尔干涉仪光开关单元组成的4×4 Benes光交换芯片为例，研究了光交换芯片中的相干问题。理论推导了光交换芯片输出端口与输入端口之间光场的变换关系，揭示了信号和串扰的产生规律，分析了光开关状态对串扰相干强度的影响。仿真研究表明：相干串扰对信号插损的影响可以忽略；在不同光开关组合状态下，光交换芯片的串扰波动可达7 dB。根据相干光束之间的相位关系，提出一种等效去除光交换芯片中串扰相干性的方法。另外，对串扰大小对通信误码率的影响进行了实验评估。     

X波段高功率微波一维相扫漏波天线阵

研究了一种可一维相扫的X波段高功率微波漏波天线阵,该天线阵由高功率微波功分网络、移相器和漏波平面阵组成。漏波平面阵由8个矩波导漏波线阵组成,增益29.6dB,口面效率70%,设计功率容量0.91GW;功分器网络采用圆波导TM01-双矩波导TE01模式变换和串列式矩波导功分器形式,输出端口间的不平衡度小于1.6dB,设计功率容量1.1GW;移相器采用侧壁簧片弯进改变矩波导宽度,实现0~360°移相,单路功率容量150MW。整阵相扫性能的全波仿真分析结果表明,在主瓣增益下降3dB的情况下,扫描角度可达到±40°。     

A terahertz on-chip InP-based power combiner designed using coupled-grounded coplanar waveguide lines

This article presents the design and performance of a terahertz on-chip coupled-grounded coplanar waveguide (GCPW) power combiner using a 50 μm-thick InP process. The proposed topology uses two coupled-GCPW lines at the end of the input port to substitute two quarter-wavelength GCPW lines, which is different from the conventional Wilkinson power combiner and can availably minimize the coverage area. According to the results obtained, for the frequency range of 210-250 GHz, the insertion losses for each two-way combiner and four-way combiner were lower than 1.05 dB and 1.35 dB, respectively, and the in-band return losses were better than 11 dB. Moreover, the proposed on-chip GCPW-based combiners achieved a compromise in low-loss, broadband, and small-size, which can find wide applications in terahertz bands, such as power amplifiers and signal distribution networks.     

一种矩形腔式高功率合成器的设计

研究了一种基于矩形腔式功率合成的射频高功率合成器。该合成器可以实现功放模块与合成器的直接耦合，合成效率高，功率容量大，且功率容量可调，可以很好地满足目前CiADS中对固态发射机功率容量的梯度要求。12合1矩形腔式功率合成器仿真结果表明，合成器各输入端到输出端的幅度传输和相位传输具有很好的一致性，最大偏差分别在0.05 dB和0.5°以内，调节功放模块数量可以调节发射机的功率容量。     

谐振腔侧边1×5介质柱调谐光子晶体滤波器

在正方格二维光子晶体结构中设计了基于可调谐谐振腔的带通滤波器，通过改变1×5谐振腔侧边调谐介质柱位置调节谐振腔与波导系统工作时传输的波段，用CMT理论分析了输入端耦合衰减率及输入端失谐因子对滤波器的影响。借助FDTD方法得到了滤波器波长传输谱，结果表明:当滤波器结构工作于1320~1810 nm波长段时，输出端38个通帯的-3 dB带宽Δλ范围为4.18~11.15 nm，通带峰值波长可调宽度为186.56 nm。该微型滤波器适于光电通信粗波分解复用WDDM系统设计和光集成设计等方面。     

基于同轴波导的1分16功分器的设计与实验

针对高功率固态源多路功率分配技术的需要,设计并研究了一种基于同轴波导的多路功率分配器件。通过分析同轴波导传输特性与阻抗匹配理论,利用电磁仿真软件设计了一种S波段1分16功分器模型,并加工出实物进行实验测试。实验结果表明：该功分器在2.28～2.86 GHz,相对带宽约23%频率范围内,输入端反射系数S11≤-15 dB;在2.37～2.57 GHz,相对带宽约8.1%频率范围内,输入端反射系数S11≤-20 dB;输出幅度不平衡度±0.1 dB,相位不平衡度±5°。该功分器满足输出幅度与相位一致性要求,可应用于S波段百瓦级连续波功率分配。     

Reduced back reflection design for an etched diffraction grating based planar demultiplexer

A design for a planar etched diffraction grating (EDG) demultiplexer is presented to reduce the back reflection. By reducing the diffracted field at the input waveguide, the present design makes the best effort to reduce the optical return loss. A design example is given to verify the performance. The spectral response at the input waveguide is simulated and the results show that at the wavelengths that cause back reflection, the reduced back reflection design only receives –47.7 dB of the input power, whereas the design without reduced back reflection receives –3.7 dB of the input power.     

All-optical burst-mode clock extraction based on the thresholding operation of a modified terahertz optical asymmetric demultiplexer

To implement all-optical burst-mode clock extraction we adopt a modified terahertz optical asymmetric demultiplexer (MTOAD). The transmittance and reflectance of the MTOAD depend on the input intensity. For the MTOAD, two levels of pulse intensity can be chosen in such a way that while the pulses with similar intensity are reflected for both strong and weak pulses, only the strong pulse transmits. The device is useful, for example, for bit-level clock extraction from a packet, where strong and weak intensity pulses are assigned to ‘1' and ‘0', respectively. When the input optical signal power is fixed to −1.6 dBm and the intensity ratio between ‘1' and ‘0' is varied in the range of 0.2–0.5, the extinction ratio (ER) at the transmitted port is more than 10 dB and a clock amplitude jitter (CAJ) of the bit-level clock at the reflected port is less than 14%. Inversely, when the input power is varied in the range of −6–−1 dBm with fixed intensity ratio of 0.3, more than 11 dB of ER and less than 15% of CAJ are obtained.     

光网络节点设备信噪比恶化的测量

从理论与实验两方面分析了光网络节点设备光信噪比（OSNR）恶化量的测量,导出了单节点设备输出,输入侧光信噪比之差的公式。理论分析表明：节点设备输出,输入侧光信噪比之差值在一般测试条件下不能反映节点设备对光信号的影响,能作为节点设备光信噪比的恶化量来衡量设备对光信号的影响;为使测量结果能反映光节点参数对光信号的综合影响,测试系统应当满足文中给出的增益条件C＝1。实验结果支持了理论分析,实验结果表明,对于C＝1时光信噪比恶化量为4.5dB的光点设备,当C从3变化与0.16时,其输入、输出侧光信噪比之差从1．8dB变化到11．3dB.