魏师铎 1,2,3缑永胜 1,2,3,*杨阳 1,2,3冯鹏辉 1,2,3[ ... ]杨懿豪 1,2,3
1 中国科学院西安光学精密机械研究所 超快诊断技术重点实验室，西安 710119
2 中国科学院大学，北京 100049
3 中国科学院大学 材料与光电研究中心，北京 100049
针对行波选通分幅相机超宽画幅驱动需求，基于宽带多节威尔金森脉冲功率合成方法，设计了一款高压驱动脉冲源。基于有限元分析方法，采用仿真软件对脉冲功率合成电路进行了仿真，系统分析了端口驻波比、插入损耗、端口隔离度、幅相一致性等参数。根据仿真分析完成了脉冲功率合成电路研制，验证系统最终能够利用8路峰值电压为1.3 kV左右、脉冲宽度为3.5 ns左右、脉冲前沿在600 ps左右的单路脉冲合成峰值电压超过3.2 kV的高压脉冲，脉冲宽度在3 ns以内，脉冲前沿在600 ps以内。脉冲频谱范围在300 MHz到3 GHz范围内的两路合成效率为83.5%，特定频率下为88%，八路脉冲合成效率为58%，特定频率下可以达到68%。通过该电路合成的高压脉冲可用于驱动宽20 mm、长95 mm、等效阻抗6 Ω左右的微通道板实现选通成像，验证了基于宽带多节威尔金森电路实现脉冲功率合成，提高分幅相机驱动脉冲功率的可行性。目前基于该技术的高压驱动脉冲源已应用于I-MCP1.0型分幅相机。
分幅相机 超宽带脉冲 脉冲耦合 威尔金森功分器 超宽画幅 功率合成 微通道板 Framing camera Ultra-wideband pulse Pulse coupling Wilkinson power divider Super wide frame Power synthesis Microchannel plate
兰州交通大学 光电技术与智能控制教育部重点实验室, 甘肃 兰州 730000
功率分配器(简称功分器)作为微波电路中常用的射频器件, 是构建5G系统多输入多输出(MIMO)馈电网络的重要组成单元。为了对已有固定频率的功分器结构进行重新快速地优化设计, 以适用于包括5G工作频段在内的任意实际所需的工作频段, 该文以预先设计的一种双频功分器作为优化设计目标, 提出了一种基于改进后的一维卷积神经网络的深度学习方案。预测功分器在其他任意双谐振频率处拥有良好性能的几何结构参数, 运用自组织映射神经网络进行样本的选取, 提高卷积神经网络的训练效率。预测出的功分器在电磁仿真软件中进行验证, 仿真结果显示功分器在工作频率处的回波损耗高于20 dB, 隔离度高于25 dB, 插入损耗低于3.4 dB, 工作带宽约为450~600 MHz, 证明了利用神经网络实现多参数目标功分器的优化设计是一种快速有效的方法。
双频功分器 卷积神经网络 自组织映射神经网络 多参数目标优化 dual-band power divider convolutional neural network self-organizing map neural network optimization of multi-parameter objectives
强激光与粒子束
2023, 35(3): 033001
江苏大学电气信息工程学院, 江苏镇江 212013
传统太赫兹探测器仅能获取信号幅值信息, 为此提出一种正交外差混频结构, 可同时获得信号的幅值、相位和极化信息, 有效提升探测器的灵敏度和信息量。该探测器基于 40 nm互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺, 在传统吉尔伯特双平衡混频结构的开关级与跨导级之间串联电感, 输出级联 cascode中频放大器, 进一步提高探测器响应电压。经过仿真优化, 该探测器在 -50 dBm射频功率, 0 dBm本振功率条件下, 1 GHz中频信号的电压响应度为 1 100 kV/W, 噪声等效功率为 26.8 fW/Hz1/2, 输出波形显示了良好的正交性。同时, 设计了一个 1∶8层叠式功分器用于分配本振功率, 在 150 GHz频率处, 该功分器的插入损耗约为 5 dB, 四路差分输出信号的幅值差为 0.8~1.2 dB, 相位差为 0.4 °~1.7 °。
互补金属氧化物半导体(CMOS) 太赫兹 正交 外差 功分器 Complementary Metal Oxide Semiconductor(CMOS) terahertz quadrature heterodyne power divider 太赫兹科学与电子信息学报
2022, 20(10): 1000
针对传统微带圆极化阵列天线存在带宽较窄、尺寸较大等问题，提出一种新颖的基于共面波导 (CPW)槽线转换结构的无空气桥功分器，并基于此功分器设计了一款紧凑型高定向性圆极化阵列天线。设计的共面波导功分器利用共面波导奇模式方法实现了能量分配，不需使用空气桥结构及四分之一波长匹配线，因此尺寸更加紧凑，结构更加简单。利用此功分器设计的圆极化阵列天线剖面厚度仅为 1 mm，轴比带宽为 4.14%，阻抗带宽为 7.03%；在 5.8 GHz时，实测增益为 8.412 dBi，在保证低剖面、小尺寸的同时，可提供足够的工作带宽以及天线增益。
共面波导功分器 槽线 圆极化 低剖面 顺序旋转馈电 CPW power divider slotline circular polarization low profile sequential feeding 太赫兹科学与电子信息学报
2022, 20(6): 595
1 重庆邮电大学 光电工程学院, 重庆 400065
2 深圳技术大学, 广东 深圳 518118
基于3 dB分支定向耦合器的S参数特性,提出了一种新型的相位差和分配比同时可调的功分器。通过改变该功分器的两条横向传输线的电长度,可以实现功分器的相位差和分配比可调。当3 dB分支定向耦合器的两条横向传输线的电长度之和保持为180°时,可采用基于变容二级管的可调移相器分别替换两条90°横向传输线,由此设计出了两种连续可重构功分器。通过ADS仿真和版图设计,基于π型移相器的可重构功分器的相位差在244°范围内可调,而基于反射型移相器的可重构功分器的相位差可调范围为407°,且同时实现分配比在-4.6~11.1 dB(约11~101)范围内可调。
变容二极管 可调移相器 可重构功分器 varactor diode adjustable phase shifter reconfigurable power divider
范丽娜 1,2,3,4吴倩楠 1,3,4,5王姗姗 1,3,6,7韩路路 1,3,6,7[ ... ]李孟委 1,3,6,7
1 中北大学 南通智能光机电研究院， 江苏 南通 226000
2 中北大学 信息与通信工程学院， 太原 030051
3 中北大学 前沿交叉科学研究院， 太原 030051
4 中北大学 微系统集成研究中心， 太原 030051
5 中北大学 理学院， 太原 030051
6 4. 中北大学 微系统集成研究中心， 太原 030051
7 中北大学 仪器与电子学院， 太原 030051
针对MEMS单刀多掷(SPMT)开关插入损耗及隔离度较差的问题，设计了一种基于雪花型功分器的单刀五掷(SP5T)MEMS开关，通过雪花型功分器实现信号的均衡分配和低损耗传输。通过设计H形上电极结构，有效减小开关弱接触，增强开关接触稳定性，实现信号的高隔离。采用HFSS仿真软件，对开关的插入损耗、隔离、驱动电压和应力分布进行了设计，并结合COMSOL软件对开关进行了机械性能分析。结果表明，在1~20 GHz频段内，五个端口插入损耗在02 dB@20 GHz以下，隔离度在23 dB @20 GHz以上，驱动电压为24 V。这些指标均优于常规SPMT开关。该SP5T MEMS开关可应用于多任务、多通道可调谐器件中，在无线通信、微波测试系统中具有应用价值。
单刀五掷开关 雪花型功分器 高隔离 低插损 single pole five throw switch MEMS MEMS snowflake power divider high isolation low insertion loss
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。
Wilkinson功分器 宽带 奇-偶模分析 X波段 粒子群算法 Wilkinson power divider broadband even-odd mode analysis X-band particle swarm optimization 强激光与粒子束
2018, 30(3): 033003
中国工程物理研究院 电子工程研究所, 四川 绵阳 621999
基于双馈双线极化微带天线, 结合威尔金森功分器、T形结功分器及顺序旋转馈电的优点, 设计了一种新型低剖面宽带圆极化2×2天线阵列。把辐射贴片和馈电网络集成在同一介质层, 有效地利用了介质空间, 降低了天线的剖面, 增加了天线的带宽。4个天线单元顺序旋转90°, 利用一分四T形结功分器给4个单元等幅、相位依次相差90°馈电。根据Ansoft's HFSS仿真结果, 制作了样机。样机实测结果和仿真结果吻合。实测结果表明, 该天线阵驻波带宽可以达到27.78%, 3-dB轴比带宽可以达到52%, 最大增益为14.19 dB。
威尔金森功分器 顺序旋转 低剖面 宽带 圆极化 Wilkinson power divider sequential-rotation low-profile broadband circularly polarized 太赫兹科学与电子信息学报
2017, 15(4): 622
