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基于hfss的宽频带微带天线的设计和仿真

科技信息 2012年第35期 I0045-I0045,I0059页

作者：惠鹏飞周喜权冯浩茹龙翔宇齐齐哈尔大学通信与电子工程学院黑龙江齐齐哈尔161006

以物联网和RFID系统的项目开发为背景,针对宽频带微带天线进行研究和设计,该天线为双频工作方式。利用hfss仿真软件构建了微带天线的物理模型,通过hfss宏定义优化了天线的尺寸参数,通过数据后处理得出了驻波比、反射系数曲线。通过仿真... 详细信息

以物联网和RFID系统的项目开发为背景,针对宽频带微带天线进行研究和设计,该天线为双频工作方式。利用hfss仿真软件构建了微带天线的物理模型,通过hfss宏定义优化了天线的尺寸参数,通过数据后处理得出了驻波比、反射系数曲线。通过仿真曲线可以看出,该微带天线在VSWR≤2时天线在两个频段的带宽分别为12.7%和13%,满足宽频带的技术要求,天线性能良好。

关键词：微带天线宽频带 hfss仿真反射系数

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航空用高速连接器的信号反射抑制与优化设计

航空学报 2023年

作者：骆燕燕杨硕潘晓松赵绪怀张莉中壹发展八五零电子有限公司 4. 科恒电子有限公司(石家庄) 国网重庆长寿供电公司河北工业大学电气工程学院

优化高速连接器的电气-机械结构，抑制信号在其内部传输时的反射现象，对提升高速连接器的传输性能及高速互联系统的稳定性至关重要。分析了高速连接器信号反射问题的根本来源及影响因素，结合优化量的仿真结果，提出了一种在工程中改... 详细信息

优化高速连接器的电气-机械结构，抑制信号在其内部传输时的反射现象，对提升高速连接器的传输性能及高速互联系统的稳定性至关重要。分析了高速连接器信号反射问题的根本来源及影响因素，结合优化量的仿真结果，提出了一种在工程中改善高速连接器信号反射问题的优化设计方法。首先，推导出信号反射问题在频域和时域的表征参数。其次，利用hfss仿真分析各优化量的参数变化对信号反射现象的影响规律。最后，根据仿真结果，以最优化信号反射的表征参数为目标，确定高速连接器的系统优化方案，并通过测试实验来验证其有效性。设计结果表明：接触件插针在线径变化处的线径差异增大时，信号反射加剧；增大端接线缆线径，选用介电常数更小的插座端绝缘体材料，则能够有效抑制信号反射。优化结果表明：采用所提出的优化设计方法后，高速连接器差分阻抗的最大值减小到110Ω以下，最小值增大2.72%以上，波动范围减小31.7%～41.8%；回波损耗在不同频率范围内的最大值均有所减小，整体数值改善约9.8%～12.3%，信号反射问题得到显著改善。

关键词：高速连接器信号反射信号传输信号完整性优化设计 hfss仿真航空通信

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基于准对称性的超宽带八端口和差器设计

微波学报 2023年

作者：黄洁瑜谢军伟张旭春空军工程大学防空反导学院

和差器在雷达领域具有广泛的应用。首先对八端口和差器的工作原理进行了介绍，同时提出了端口准对称性的新概念，并进行了理论分析和论证。在端口准对称性的基础上提出一种超宽带八端口和差器的整体设计方案，使多个设计参数简化为一个... 详细信息

和差器在雷达领域具有广泛的应用。首先对八端口和差器的工作原理进行了介绍，同时提出了端口准对称性的新概念，并进行了理论分析和论证。在端口准对称性的基础上提出一种超宽带八端口和差器的整体设计方案，使多个设计参数简化为一个设计参数，极大地简化了八端口和差器的设计。实际加工了一款基于双面平行带线的超宽带八端口和差器，中心频率为3 GHz，工作频率为1.5～4.5 GHz（-10dB以下），相对带宽为100%，相位误差在±4°以内。测试结果与仿真结果和理论分析结果相符，验证了所提理论的准确性。

关键词：端口准对称性八端口和差器整体设计方案 hfss仿真

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超宽带交指腔体滤波器的设计

压电与声光 2023年第4期45卷 549-553页

作者：李玉峰刘裕梁明珅沈阳航空航天大学电子信息工程学院辽宁沈阳110136

该文介绍了交指型腔体滤波器的设计步骤并分析其制作难点,并根据该步骤设计出一款通带为10.2~16.7 GHz的宽带带通滤波器。提出了一种新型滤波器抽头结构,该结构通过在进线处添加金属方块提高了输入端与第一阶谐振腔之间的耦合,拉低了滤... 详细信息

该文介绍了交指型腔体滤波器的设计步骤并分析其制作难点,并根据该步骤设计出一款通带为10.2~16.7 GHz的宽带带通滤波器。提出了一种新型滤波器抽头结构,该结构通过在进线处添加金属方块提高了输入端与第一阶谐振腔之间的耦合,拉低了滤波器外部品质因数(Qe),实现了超宽带的设计。结果表明,在通带(10.2~16.7 GHz)内,滤波器样品电压驻波比(VSWR)<1.7,插入损耗<1.5 dB,带外抑制良好,满足工程需求。

关键词：腔体滤波器 hfss仿真超宽带切比雪夫抽头设计

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机载无线传感器小型化微带天线设计

传感器与微系统 2022年第8期41卷 80-84页

作者：简荣坤井云鹏修威国余磊李奕轩张晓峻中国电子科技集团公司第四十九研究所黑龙江哈尔滨150028 哈尔滨工程大学物理与光电工程学院黑龙江哈尔滨150001

针对机载无线传感器网络对天线小型化的需求,采用对辐射贴片开矩形槽的方法,设计了一种机载无线传感器小型化微带天线。选用F4BTM材料作为微带天线的介质基板,提高基板抗振强度,辐射贴片开槽延长电流的有效路径,降低天线谐振频率,实现了... 详细信息

针对机载无线传感器网络对天线小型化的需求,采用对辐射贴片开矩形槽的方法,设计了一种机载无线传感器小型化微带天线。选用F4BTM材料作为微带天线的介质基板,提高基板抗振强度,辐射贴片开槽延长电流的有效路径,降低天线谐振频率,实现了60 mm×60 mm尺寸的小型化天线设计。利用hfss软件对天线进行了仿真计算,并在天线暗室进行了参数测试,测试结果表明:中心频率915 MHz,带宽3.52 MHz,天线方向±47°,增益-2.7 dB,可以满足无线传感器系统使用要求。

关键词：机载无线传感器网络微带天线 hfss仿真辐射贴片开槽

基于MEMS工艺的毫米波SIW硅基滤波器研究

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基于MEMS工艺的毫米波SIW硅基滤波器研究

作者：邹圣瑛哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着无线通信技术的发展,5G应运而生,并以其较广的连接性、较高的速率、较高的可靠性及较低的时延在多个行业得以应用。5G频段可分为低频Sub-6G频段和高频毫米波频段,目前大多数国家将研究重心放在毫米波频段上。滤波器能够控制微波系... 详细信息

随着无线通信技术的发展,5G应运而生,并以其较广的连接性、较高的速率、较高的可靠性及较低的时延在多个行业得以应用。5G频段可分为低频Sub-6G频段和高频毫米波频段,目前大多数国家将研究重心放在毫米波频段上。滤波器能够控制微波系统中某处的频率响应,在通带内提供传输特性,在阻带内提供衰减特性,在通信系统中发挥着重要作用。基片集成波导结构是介于微带线与传统波导之间的一种结构,不仅具备低损耗、高Q值、大功率容量等传统波导结构的优点,还具备小尺寸、低成本、易于与外电路连接等微带线结构的优点。近年来,基片集成波导毫米波滤波器逐渐成为研究热点。本课题在对基片集成波导滤波器进行广泛调研的基础上,基于这种结构设计并加工了一个毫米波带通滤波器;该滤波器通带位于5G的n258频段,中心频率为25.875GHz,带宽为3.25GHz。具体的研究内容包括滤波器的仿真设计、性能优化、MEMS加工、测试以及测试结果与仿真结果的对比分析和仿真验证。首先是滤波器的仿真设计及优化。本课题采用耦合系数法,根据设计指标计算了滤波器的设计参数,并在电磁仿真软件hfss中进行三维建模和仿真设计。在理论设计的基础上,采用软件优化和手动调试相结合的方式进行优化,并加入截断开槽的抑制结构有效拓展了阻带宽度。最终仿真结果的中心插入损耗为-1.42d B,带内平坦度为1d B,矩形系数为1.89,阻带拓展至40GHz,达到了较好的综合滤波效果。其次是采用MEMS工艺对滤波器进行加工。根据基片集成波导滤波器的结构,制定了滤波器的加工流程。加工前使用L-edit软件分层绘制滤波器版图并制成掩模版,进行加工前的工艺准备。随后经过光刻工艺、盲孔加工工艺、电镀工艺等MEMS工艺步骤实现滤波器的实体加工。最终是对滤波器的性能进行测试和对比分析。将高频探针、高频探针台、矢量网络分析仪等测试设备通过高频电缆进行连接,搭建了完整的测试系统。采用全双端口校准方法对测试系统进行校准,之后进行滤波器测试。最终将实测曲线与仿真曲线进行了对比,两者的S参数曲线大致吻合,验证了本课题设计加工滤波器的合理性与实用性;两者差距主要体现在回波损耗和片内一致性上,将分析得到的影响因素映射到滤波器三维模型上在hfss中进行仿真验证。

关键词：基片集成波导带通滤波器 MEMS工艺毫米波 hfss仿真

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四同轴高速连接器信号完整性分析

四同轴高速连接器信号完整性分析

作者：段红玉河北工业大学

学位级别：硕士

作为互连系统的重要元件,高速连接器被广泛应用于机载设备、航空数据总线、雷达、导弹及卫星等领域。随着传输速率的不断提升,高速连接器的信号完整性问题也日益突出。信号波形的畸变会导致信号接收端无法正确识别信号,直接影响整个互... 详细信息

作为互连系统的重要元件,高速连接器被广泛应用于机载设备、航空数据总线、雷达、导弹及卫星等领域。随着传输速率的不断提升,高速连接器的信号完整性问题也日益突出。信号波形的畸变会导致信号接收端无法正确识别信号,直接影响整个互连系统的可靠运行。本文以某型号四同轴高速连接器为研究对象,在理论分析的基础上,仿真研究了其信号完整性问题,并进行了试验验证。首先,本文基于对四同轴高速连接器结构特点的分析,利用电磁场理论研究了信号的传输过程,推导了连接器内信号传输的等效模型并确定了其信号传输参数;定性分析出影响四同轴高速连接器信号完整性的因素主要包括绝缘介质的相对介电常数、外壳的内径、接触件的半径、相邻接触件之间的间距及接触件的材料等。其次,本文设计了四同轴高速连接器信号完整性仿真研究方案;利用电磁仿真软件hfss构建了三维实体模型,选取了求解类型,确定了材料属性、边界条件及求解条件等;仿真求解得到该型号产品的特性参数值,即特性阻抗(88.19～104.90Ω)、回波损耗(-1.95 d B)等。然后,本文分别改变绝缘介质的相对介电常数、接触件与介质的装配间隙、接触件的半径、相邻接触件之间的间距、接触件表面镀层的厚度及表面镀层的粗糙度,研究其对信号完整性的影响。仿真结果表明:在一定范围内,随着相对介电常数的减小、接触件与介质装配间隙的增加、接触件半径的减小或相邻接触件之间间距的增加,特性阻抗均增加,整体上更趋近于标准值100Ω波动,阻抗不连续性得到了改善,信号的反射减少,信号的衰减也稍有改善;随着相邻接触件之间间距的增加,信号的串扰有所改善,对近端串扰的改善效果大于远端串扰;在制造误差范围内,接触件表面镀层厚度及表面镀层粗糙度的变化对信号衰减的影响并不明显。最后,本文进行了四同轴高速连接器信号完整性试验验证研究,包括测试平台总体结构的设计及搭建,试品测试夹具的设计与校准以及试品连接方式的设计。进行了验证试验并对比分析了测试结果与仿真结果,分析结果表明:测试结果与仿真结果存在一定的偏差,但数据变化趋势相同。

关键词：四同轴高速连接器信号完整性 hfss仿真 S参数矢量网络分析仪

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用于微波干燥的矩形和圆柱形谐振腔仿真分析

包装与食品机械 2022年第4期40卷 50-54页

作者：邢文龙曹有福张小燕万丽娜赵丹杨延辰中国农业机械化科学研究院集团有限公司北京100083

利用三维电磁仿真软件hfss对2种常见微波谐振腔进行仿真研究,针对单馈口、双馈口和四馈口3种激励方式提出8种布置方案,经过对电场强度分布和电场最值的分析,选取出谐振腔最合适的馈口布置方案。结果表明:单馈口激励方式电场强度不均匀,... 详细信息

利用三维电磁仿真软件hfss对2种常见微波谐振腔进行仿真研究,针对单馈口、双馈口和四馈口3种激励方式提出8种布置方案,经过对电场强度分布和电场最值的分析,选取出谐振腔最合适的馈口布置方案。结果表明:单馈口激励方式电场强度不均匀,不适合微波干燥;随着馈口数量的增加,谐振腔电场强度不一定随之增大;就整体电场强度而言,除单馈口激励方式外,在矩形谐振腔底面正方形边长与圆柱形谐振腔底面圆直径相等的情况下,矩形谐振腔弱于圆柱形谐振腔,故针对多馈口激励方式,矩形谐振腔适合于易干燥或者水分含量较低的物料,圆柱形谐振腔适合于所需热量较多或者水分含量较高的物料。仿真结果为谐振腔在微波干燥方面的应用研究提供参考。

关键词：微波干燥微波谐振腔场强馈口 hfss仿真

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10Gbps高速连接器传输性能研究

10Gbps高速连接器传输性能研究

作者：高鹏宇河北工业大学

学位级别：硕士

高速连接器是一种重要的电气连接元件,广泛应用于通信、交通运输、军事装备及航空航天等领域。随着通信需求的快速增长,信号的传输速率在不断提升,高速连接器的传输性能问题日益严重,极大的影响了信号的传输质量。本文以某型号10 Gbps... 详细信息

高速连接器是一种重要的电气连接元件,广泛应用于通信、交通运输、军事装备及航空航天等领域。随着通信需求的快速增长,信号的传输速率在不断提升,高速连接器的传输性能问题日益严重,极大的影响了信号的传输质量。本文以某型号10 Gbps高速连接器为研究对象,仿真研究了其传输性能问题,并进行了实验验证。首先,本文分析了10 Gbps高速连接器样品的物理结构特点和信号传输基本问题。结合传输线理论,分析了信号在高速连接器样品中的传输过程,确定了信号传输速度、传输方式及RLCG等效模型;分析了样品中影响传输性能的主要问题,即信号的反射、串扰和衰减,以及主要影响因素;确定了10 Gbps高速连接器样品的传输性能参数,即S参数。其次,本文设计了10 Gbps高速连接器传输性能仿真研究方案;在hfss软件中构建了三维实体模型,确定了求解类型、材料属性、边界条件及求解条件等;仿真求解得到该型号产品的传输性能参数,即插入损耗(>-3.99 d B)、回波损耗(仿真分析了绝缘体介电常数、差分对间距、插头长度、屏蔽结构和传输线与介质的间隙对传输性能的影响规律,并给出了各影响因素的优化方案;仿真结果表明:随着LCP材料介电常数减小,差分阻抗波动范围减小,插入损耗增大;增大原始间距较小的差分对距离,对串扰的优化效果更为显著;当插头长度减小1mm时,插入损耗与串扰均得到优化,阻抗波动范围减小了4.55%;屏蔽效果与屏蔽厚度并非正相关,添加厚度为0.2 mm的十字形铜屏蔽结构能显著改善近端串扰与远端串扰;设计该产品时,在能保证差分阻抗满足产品指标的前提下,增大传输线与介质的间隙能优化高速连接器传输性能。最后,本文进行了10 Gbps高速连接器传输性能验证实验研究,包括实验平台的总体设计与搭建以及试品测试夹具的设计。利用实验平台对高速连接器样品进行了验证实验,并与仿真结果对比分析,结果表明:测试结果与仿真结果基本一致,验证了仿真分析的正确性。

关键词：高速连接器传输性能信号完整性 hfss仿真 S参数