一种宽带UHF印刷偶极子天线的设计

设计制作了一种宽带UHF印刷偶极子天线.为了使天线在UHF的低频段获得宽带特性,采用了改进的Marchand巴伦馈电.该巴伦在传统的结构上,通过在接地板上开槽以改变耦合微带线与接地板之间的电容值,从而调整巴伦的奇偶模阻抗,以提高偶模阻抗与奇模阻抗的比值,实现带宽的拓展.仿真表明天线在530 ～ 790MHz范围内,回波损耗低于-10dB,相对带宽可达40％.加工制作了天线,实测结果与仿真数据吻合良好.这类天线在微波低频段具有特别的实用意义.     

Design and implementation of 75~110 GHz elliptical dual balun in 90 nm CMOS for W-Band transceiver

ABSTRACT

We demonstrate an elliptical dual balun structure for 94 GHz image radar transceiver. The results of two prototypes with small chip size of 0.0256 mm² are reported. For the first one (i.e. dual balun 1), the input couple-line width is 4 mm and coupled-line space is 2 µm. That is, the distance between the output couple-lines is 8 mm. For the second one (i.e. dual balun 2), the input couple-line width is 2 mm and coupled-line space is 3 mm. The distance between output couple-lines is also 8 mm. The other geometric parameters of the two dual baluns are the same. In a star double-balanced mixer or a four-way power amplifier, the dual balun is applicable for four-way power splitting. Over the 92 ~ 96 GHz, dual balun 1 attains prominent S₁₁ of ?14.4~ ?16.4 dB, S₂₁ of ?7.61~ ?7.67 dB, S₃₁ of ?8.78~ ?8.93 dB, S₄₁ of ?7.43~ ?7.6 dB, S₅₁ of ?9.68~ ?9.89 dB, amplitude imbalance magnitude (AIM) smaller than 2.39 dB, and phase difference deviation (PDD) smaller than 3.6°. Furthermore, dual balun 2 attains remarkable S₁₁ of ?13.8~ ?14.8 dB, S₂₁ of ?7.8~ ?7.95 dB, S₃₁ of ?8~ ?8.39 dB, S₄₁ of ?7.46~ ?7.72 dB, S₅₁ of ?8.18~ ?8.54 dB, AIM smaller than 0.95 dB, and PDD smaller than 3.8°, close to those of dual balun 1.     

双极性脉冲电源的平衡变压器技术

北京正负电子对撞机重大改造工程(BEPCⅡ)采用的是新型冲击磁铁Slotted Pipe Kicker, 其结构上要求双极性供电. 平衡变压器是实现双极性的关键部件, 是解决脉冲源闸流管阴极可直接接地的绝好技术途径. 平衡变压器是一种具有特殊用途的高压快脉冲变压器, 因此其设计除了要解决高压快脉冲变压器的一般性技术问题外, 还必须着重考虑电流平衡度指标. 通过理论分析、模拟计算和测试实验证明不平衡电流主要由变压器的励磁电流和磁芯涡流损耗等效电流两部分组成. 平衡变压器磁芯材料和几何尺寸选取, 以及原副边导体结构设计是 实现设计指标的关键所在. 样机测试结果与设计计算结果相符, 验证了平衡变压器设计理论的正确性, 且平衡度D<1%达到预定指标.     

基于三导体耦合线的毫米波Marchand balun建模与设计

本文提出了一种基于三导体耦合线结构的毫米波Marchand巴伦的新型宽带模型。基于c模和π模理论,对三导体耦合线进行了分析并采用传输线和理想变压器对其建立了模型。通过电磁场仿真提取了模型参数并使用该耦合线模型建立了Marchand巴伦的模型。基于该模型,本文使用GaAs工艺设计了一种毫米波Marchand巴伦并进行了流片制造,所设计的巴伦工作在15GHz~55GHz频率范围,测试结果表明该巴伦具有较好的幅值和相位平衡度,同时验证了模型的准确性。     

宽频带卫星导航平面螺旋天线设计

提出了一种覆盖GPS、格洛纳斯和北斗3种全球卫星导航系统频点的一种天线,利用阿基米德平面螺旋天线的宽带特性实现了1.2².6GHz的频带全覆盖。天线通过改进巴伦降低了剖面,使用金属背腔获得了定向辐射,并在背腔上开槽优化了驻波和轴比。按照设计尺寸对天线进行加工,测试结果表明天线性能较好,在全频段内增益大于3dBi,驻波小于1.8,轴比小于4dB。     

强耦合发射阵的电磁兼容分析

对于强耦合有源相控阵,其阵中单元存在共模和差模两种辐射模式,为减小共模辐射对发射系统的 干扰,本文从奇偶模理论出发,对阵中单元天线的辐射模式进行分解,得到与发射系统输出相关的奇模阻抗和奇模 辐射功率,其意义在于实现了强耦合阵列端口两种有源阻抗分离,从而为单元端口匹配提供了理论支持;本文最终 以3伊3 强耦合阵为例,用一种180毅混合巴伦对耦合天线奇、偶模进行物理分解,并进行了阻抗匹配设计,实验结果表 明,该方法有效降低了系统中的共模干扰,对一般有源阵列电磁兼容分析及工程应用具有参考意义。     

A millimeter-wave monolithic doubly balanced diode mixer

A broadband miniature doubly balanced diode mixer chip fabricated by Win's 0.15μm pHEMT technology is presented. In order to save chip area, a four-fold modified Marchand balun is used. A coupled line U section improves the port to port isolation and provides the IF-output port. The mixer achieves a low conversion loss of 5.5 to 10.7 dB and high isolation of more than 26 dB over a 26-40 GHz RF/LO bandwidth and a DC-14 GHz IF bandwidth. The mixer's chip size is around 0.96 mm~2.     

三种传输线变压器巴仑的最佳传输条件和传输损耗的分析

本文分析了文献[1]中的3种传输线变压器巴仑的最佳传输条件和传输损耗，并给出其计算结果，为多模馈电网络的优化提供了更为详尽的理论参考。     

小型LTCC巴伦的设计

提出了一种基于Marchand巴伦结构的小型化半集总参数巴伦.通过加载端电容和谐振电容减小巴伦耦合线电长度,LTCC多层布线的实现方式进一步减小了巴伦的实际体积.采用奇偶模分析方法对该结构进行分析,给出了设计曲线,采用A6——M材料仿真并制作出尺寸为2.5 mm×2.0 mm×1.0 mm的巴伦.测得在2.7～2.9 ...     

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。