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2024年全国微波毫米波会议（中国微波年会）

作者：方馨悦张波丰益年牛中乾

本文提出一种基于交叉耦合滤波器的太赫兹双工器,该双工器由两个交叉耦合滤波器和一个Y型结组成。交叉耦合结构将产生两个传输零点,改善滤波器带外抑制;改进型Y型结结构紧凑,匹配良好。仿真结果表明,双工器的两个通带范围分别为296-303... 详细信息

本文提出一种基于交叉耦合滤波器的太赫兹双工器,该双工器由两个交叉耦合滤波器和一个Y型结组成。交叉耦合结构将产生两个传输零点,改善滤波器带外抑制;改进型Y型结结构紧凑,匹配良好。仿真结果表明,双工器的两个通带范围分别为296-303GHz和329-336GHz,带内插入损耗(Insertion Loss, IL)分别小于1.2dB和1.4dB,公共端口回波损耗(Common Port Return Loss, CPRL)优于15dB,两通道之间的隔离度优于50dB。

关键词：双工器交叉耦合滤波器传输零点 Y型结

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大规模太赫兹相控阵技术的瓶颈与进展

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固体电子学研究与进展 2024年第5期 401-405+460页

作者：张季聪戴炳礼丰益年牛中乾王成张波电子科技大学电子科学与工程学院电子科技大学深圳高等研究院

大规模相控阵系统是太赫兹无线传输技术走向灵活应用的核心与关键之一。本文介绍了大规模太赫兹相控阵技术的发展瓶颈与研究进展，重点介绍了采用瓦片式拼接的方案，将16个CMOS芯片通过金丝键合互联，构成了最大规模64阵元（8×8）的太... 详细信息

大规模相控阵系统是太赫兹无线传输技术走向灵活应用的核心与关键之一。本文介绍了大规模太赫兹相控阵技术的发展瓶颈与研究进展，重点介绍了采用瓦片式拼接的方案，将16个CMOS芯片通过金丝键合互联，构成了最大规模64阵元（8×8）的太赫兹相控阵发射机。通过平衡式直流供电网络和“前向辐射+背部散热”的架构实现良好的直流供给和热量处理，保证阵列的工作性能。峰值等效全向辐射功率（Effective isotropic radiation power, EIRP）可达35 dBm，本振信号泄漏抑制度和镜频信号抑制度均大于35 dB，水平和垂直方向均实现±60°的波束覆盖。本文还推出了国际上最远距离52 m的太赫兹相控阵实时无线通信链路，系统传输速率达1.6 Gbit/s。

关键词：太赫兹大规模相控阵 CMOS 实时无线通信低生产成本散热处理

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基于DGS加载技术的毫米波SIW宽带带通滤波器

基于DGS加载技术的毫米波SIW宽带带通滤波器

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2024年全国微波毫米波会议（中国微波年会）

作者：吴琳张波李道通牛中乾闫振纲王丹妮

本文设计了一种基于基片集成波导(SIW)的毫米波宽带带通滤波器。通过在SIW的金属表面刻蚀相向对称的凹槽,形成缺陷地结构(DGS),以此产生带隙效应。通过将SIW的高通特性和DGS的低通特性相结合,实现宽带带通滤波响应。在滤波器的输入输出... 详细信息

本文设计了一种基于基片集成波导(SIW)的毫米波宽带带通滤波器。通过在SIW的金属表面刻蚀相向对称的凹槽,形成缺陷地结构(DGS),以此产生带隙效应。通过将SIW的高通特性和DGS的低通特性相结合,实现宽带带通滤波响应。在滤波器的输入输出端采用梯型微带转换结构,并在该转换结构上刻蚀矩形槽,实现了良好的带内阻抗匹配性能。全波仿真结果表明,该滤波器的中心频率为84GHz,通带范围为68.14GHz-100.07GHz,3dB相对带宽为38%,回波损耗优于20dB,插入损耗小于2dB。

关键词：基片集成波导缺陷地结构带通滤波器毫米波

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140 GHz/220 GHz双频共用馈源设计

140 GHz/220 GHz双频共用馈源设计

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2024年全国微波毫米波会议（中国微波年会）

作者：王迎泰苏一洪张波牛中乾闫振纲王丹妮

本文介绍了一种工作在140GHz和220GHz的双频馈源天线。低频段主要沿着同轴波导结构传输,并利用轴向开槽型波纹喇叭控制其辐射方向图。高频段的信号则主要通过同轴中的圆波导结构传输,通过介质杆天线控制其辐射方向图,同轴的形式可以使... 详细信息

本文介绍了一种工作在140GHz和220GHz的双频馈源天线。低频段主要沿着同轴波导结构传输,并利用轴向开槽型波纹喇叭控制其辐射方向图。高频段的信号则主要通过同轴中的圆波导结构传输,通过介质杆天线控制其辐射方向图,同轴的形式可以使高低频自然分开并能形成一定隔离度。采用CST Microwave Studio软件对上述馈源天线进行了仿真,结果表明该天线在140GHz的增益为12.2dBi,220GHz的增益为12.1dBi,在两个频段的辐射方向图均对称,天线方向图副瓣电平小于-19dB,且具有相对一致的波束宽度,可以作为同一反射面的良好馈源。

关键词：双频馈源同轴波导波纹喇叭太赫兹

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50GHz~110GHz宽带信号下变频技术

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空间电子技术 2024年第4期21卷 48-58页

作者：刘路杰张波陈宁波丰益年牛中乾电子科技大学电子科学与工程学院成都611731 电子科技大学深圳高等研究院深圳518000

矢量信号分析仪作为传统扫频式频谱仪与快速傅里叶变换技术的结合,能够对信号进行数字化处理,分析各种调制信号,同时获得测量信号的幅度和相位信息,对于现代通信意义重大。随着电磁波的应用频率扩展到毫米波乃至太赫兹波段,矢量信号分... 详细信息

矢量信号分析仪作为传统扫频式频谱仪与快速傅里叶变换技术的结合,能够对信号进行数字化处理,分析各种调制信号,同时获得测量信号的幅度和相位信息,对于现代通信意义重大。随着电磁波的应用频率扩展到毫米波乃至太赫兹波段,矢量信号分析仪的测量频率也急需拓展到更高频段,在系统前端搭载下变频器可实现这一目的。基于50GHz~110GHz宽带信号的下变频技术开展研究,研制了变频系统中多个关键器件,包括频分50GHz~110GHz信号的宽带开关、抑制镜频信号的宽阻带波导滤波器以及基于倍频放大模块的本振,同时搭建了50GHz~110GHz宽带信号下变频系统,将50GHz~110GHz宽带信号下变频到4.6GHz~39.6GHz。实验表明,下变频后的信号在任意2GHz内平坦度小于±3.5dB,对镜频信号的抑制大于60dBc,输出杂散抑制度大于40dBc,本振泄漏抑制大于70dBc,满足系统指标要求。

关键词：矢量信号分析仪扩频模块变频系统超宽带

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220 GHz高增益低剖面双层介质透镜天线

220 GHz高增益低剖面双层介质透镜天线

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2024年全国微波毫米波会议（中国微波年会）

作者：陈悦苏一洪牛中乾谢恒何宗锐张波闫振纲王丹妮

本文设计了一种工作在220 GHz的高增益低剖面双层介质透镜天线。该天线由角锥喇叭天线和两个平凸介质透镜组成,两个平凸介质透镜上下排列,使得比单个介质透镜具有更短的焦距。本文通过CST Microwave Studio进行仿真,仿真结果表明,双层... 详细信息

本文设计了一种工作在220 GHz的高增益低剖面双层介质透镜天线。该天线由角锥喇叭天线和两个平凸介质透镜组成,两个平凸介质透镜上下排列,使得比单个介质透镜具有更短的焦距。本文通过CST Microwave Studio进行仿真,仿真结果表明,双层介质透镜天线和相同直径的单层介质透镜天线相比,剖面降低15%,增益和口径效率基本一致。因此,双层介质透镜天线能够在一定程度上实现低剖面。

关键词：平凸介质透镜低剖面角锥喇叭天线太赫兹

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300GHz多功能集成小型化射频前端电路

300GHz多功能集成小型化射频前端电路

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2022年全国微波毫米波会议

作者：牛中乾张波樊勇电子科技大学电子科学与工程学院电子科技大学重庆微电子产业技术研究院

太赫兹(THz)固态电路技术是当前学术研究的热点。本文介绍了一种300GHz频段的多功能集成小型化射频前端电路。该集成前端在一个模块中集成了300GHz分谐波混频器、150GHz三倍频器、150GHz8dB混合耦合器。为了保证集成前端良好的性能,检... 详细信息

太赫兹(THz)固态电路技术是当前学术研究的热点。本文介绍了一种300GHz频段的多功能集成小型化射频前端电路。该集成前端在一个模块中集成了300GHz分谐波混频器、150GHz三倍频器、150GHz8dB混合耦合器。为了保证集成前端良好的性能,检测本振驱动功率,调整分谐波混频器在最佳工作状态,在混频器和三倍频器之间集成了紧凑型150GHz 8dB分支波导定向耦合器。得益于分支波导定向耦合器各端口匹配特性,混频器和倍频器之间的信号干扰情况也得到了改善。多功能集成小型化前端的研究可实现太赫兹固态系统射频前端的高性能和小型化,对于促进太赫兹固态系统小型化的发展具有积极的影响。仿真结果表明,分谐波混频器、倍频器、耦合器电路均具有较好的性能。

关键词：太赫兹多功能集成固态电路分支波导耦合器

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基于垂直互联的太赫兹三维堆叠小型化集成电路技术

基于垂直互联的太赫兹三维堆叠小型化集成电路技术

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2023年全国微波毫米波会议

作者：牛中乾张波樊勇电子科技大学电子科学与工程学院

本文提出了一种基于垂直互联技术的太赫兹三维堆叠小型化集成电路。该电路由Ka频段倍频芯片、55GHz倍频放大芯片、110GHz倍频器和220GHz分谐波混频器组成,将太赫兹本振驱动链路直接集成在一个模块中,直接与PDRO级联就可构成超外差收发前... 详细信息

本文提出了一种基于垂直互联技术的太赫兹三维堆叠小型化集成电路。该电路由Ka频段倍频芯片、55GHz倍频放大芯片、110GHz倍频器和220GHz分谐波混频器组成,将太赫兹本振驱动链路直接集成在一个模块中,直接与PDRO级联就可构成超外差收发前端,实现了射频前端小型化集成化。将传统模块分为多层,每一层布置不同的电路,层间通过高频同轴探针实现低损耗互连。仿真结果表明,220GHz分谐波混频器在在195～230GHz频带内变频损耗小于9dB,特别是在197～226GHz频带内变频损耗小于8dB;110GHz倍频器在90mW输入功率下,倍频器可以在104～116GHz的宽带内实现大于4mW的功率输出。

关键词：太赫兹固态电路垂直互联小型化射频前端

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180-200GHz肖特基变容二极管二倍频器设计

180-200GHz肖特基变容二极管二倍频器设计

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2018年全国微波毫米波会议

作者：陈哲张波纪东峰牛中乾刘戈樊勇云南大学信息学院电子科技大学极高频复杂系统国家级重点实验室

太赫兹系统的应用,依赖于太赫兹关键电路的实现。基于肖特基变容二极管的倍频器是实现太赫兹频率信号产生的一类关键固态电路。本文将介绍一个基于肖特基变容二极管的180-200GHz二倍频器的设计。采用场路结合的方法,对器件以及电路建模... 详细信息

太赫兹系统的应用,依赖于太赫兹关键电路的实现。基于肖特基变容二极管的倍频器是实现太赫兹频率信号产生的一类关键固态电路。本文将介绍一个基于肖特基变容二极管的180-200GHz二倍频器的设计。采用场路结合的方法,对器件以及电路建模进行了深入研究,在此基础上,设计了该二倍频器。数值仿真结果表明,当输入功率为100m W时,在180-200GHz频带内,倍频效率大于14%,最大倍频效率大于20%。

关键词：太赫兹肖特基变容二极管二倍频器

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超宽带非平面DC-45-75GHz连续双工器

超宽带非平面DC-45-75GHz连续双工器

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2023年全国微波毫米波会议

作者：罗秋艳牛中乾丰益年张波电子科技大学电子科学与工程学院

针对因频谱扩展模块频段不连续而给毫米波器件的宽带测试造成困难的瓶颈,本文采用信道并行化以降低单个模数转换器的采样率,提出了一种具有超宽带的非平面低损耗连续双工器。该双工器由一个接收宽带信号的输入电路、一个低通滤波器以及... 详细信息

针对因频谱扩展模块频段不连续而给毫米波器件的宽带测试造成困难的瓶颈,本文采用信道并行化以降低单个模数转换器的采样率,提出了一种具有超宽带的非平面低损耗连续双工器。该双工器由一个接收宽带信号的输入电路、一个低通滤波器以及一个高通滤波器组成。低通滤波器采用平面悬置微带线结构,而利用波导高通特性实现高通性能,最后使用悬置微带线将低通滤波器和高通滤波器结合形成双工器。在商业电磁仿真软件HFSS中仿真,表明该连续双工器具有DC-45GHz以及45GHz-75GHz的超宽带通道,两通道交接频率为45GHz,从DC到75GHz的回波损耗大于15dB,插入损耗典型值小于0.5dB。

关键词：悬置微带线超宽带连续双工器互补滤波器

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