师伟春 1,2王宏建 1,2,*
作者单位
摘要
1 中国科学院国家空间科学中心微波遥感技术重点实验室,北京 100190
2 中国科学院大学,北京 100049
设计了一种基于尺寸渐变超表面的宽带高增益低剖面天线,该天线由双层超表面和一层微带缝隙组合而成。双层超表面由分别印刷在 2个介质板上的尺寸渐变六边形阵列贴片组成,贴片之间存在非等距间隙。超表面单元尺寸渐变设计能够使天线产生多个邻近的谐振点,从而展宽带宽。通过改变超表面天线尺寸结构,分析天线的宽带辐射特性。为获得最佳宽带性能,采用遗传算法优化天线几何参数。制作并测试了一款边长为 43.3 mm,厚度为 4.853 mm的样本天线用于验证仿真结果。实测结果显示,该天线-10 dB阻抗带宽达到了 54%(3.99~6.93 GHz),最高增益达到 12.05 dB,在 4~6 GHz范围内增益保持在 8 dB以上。该天线实现了宽频带、高增益、低剖面的特点,适用于宽带高速率无线通信的诸多领域。
超表面 宽频带 高增益 低剖面 非均匀分布 尺寸渐变 遗传算法 metasurface broadband high-gain low-profile non-uniform distribution gradient size genetic algorithm 
太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(8): 1007
宁朝东 1,2,3湛永鑫 1,2,3吴倩楠 2,3,4王俊强 1,2,3李孟委 1,2,3
作者单位
摘要
1 中北大学 仪器与电子学院, 太原 030051
2 中北大学 前沿交叉科学研究院, 太原 030051
3 中北大学 微系统集成研究中心, 太原 030051
4 中北大学 理学院, 太原 030051
针对单刀多掷开关(SPMT)在相控阵雷达、宽带收发器中用于切换滤波器和传输线时需要满足宽频带、高隔离度的性能需求, 设计了一种宽频带、高隔离度的MEMS单刀三掷开关(SP3T)。通过ANSYS电磁仿真软件中的HFSS模块对MEMS SP3T开关进行优化, 利用COMSOL软件对上电极的机械性能进行仿真。仿真结果表明, 所设计的MEMS SP3T开关可工作在1~90 GHz的频带内, 且插入损耗小于1 dB@90 GHz, 隔离度大于35 dB@90 GHz, 其整体体积约为075 mm3。
宽频带 高隔离度 broadband high isolation MEMS MEMS SP3T SP3T 
微电子学
2023, 53(3): 506
作者单位
摘要
南京邮电大学 集成电路科学与工程学院, 南京 210023
基于110 nm CMOS工艺设计了一种应用于HDMI接收端电路的宽频带低抖动锁相环。采用一种改进型双环结构电荷泵,在25~250 MHz的宽输入频率范围内实现了快速锁定。通过高相噪性能的伪差分环形振荡器产生了调谐范围为125 MHz~1.25 GHz的时钟信号。仿真实验结果表明,该锁相环的锁定时间小于1.2 μs,在振荡器工作频率为0.8 GHz时,其相位噪声为-100.0 dBc/Hz @1 MHz,输出时钟峰峰值抖动为4.49 ps。
锁相环 宽频带 双环电荷泵 伪差分环形振荡器 phase-locked loop wide band double loop charge pump pseudo-differential ring oscillator 
微电子学
2023, 53(2): 267
作者单位
摘要
南昌航空大学 航空制造工程学院, 江西 南昌330063
压电振子的工作频带宽度是影响压电振动能量收集器发电效率的关键指标。该文旨在分析一种锯齿型阵列式压电振动能量收集器结构模态频率, 为压电振子的动力学设计提供参考。首先, 基于弹性梁振动理论, 推导了锯齿型压电梁的动力学方程, 并分析了影响压电梁模态频率的因素。然后, 通过COMSOL建立锯齿形压电梁的有限元模型, 分析了其频响特性、功率与负载阻抗匹配特性及加速度依赖性。最后, 通过实验研究测试了锯齿型压电梁的电压幅频特性曲线, 验证了理论分析与仿真模拟结果的合理性。结果表明, 锯齿型阵列式压电振动能量收集器能够有效地拓宽工作频带, 进而提高发电效率。
压电 能量收集 锯齿型 阵列式 宽频带 piezoelectric energy harvesting sawtooth array broadband 
压电与声光
2023, 45(3): 414
作者单位
摘要
1 重庆邮电大学 工业物联网与网络化控制教育部重点实验室, 重庆 400065
2 重庆大学 光电工程学院, 重庆 400044
为了解决智能电网环境下输电线有害振动与工况检测传感器的供电及续航问题, 该文设计了一种压电式振动与磁场复合能量收集的防震锤。防震锤的主压电梁收集输电线振动能量, 副压电梁通过安装磁铁收集输电线电流产生的变化磁场能量, 摆脱了传统收集磁场能量时线圈的使用。对收集器进行有限元仿真分析与实验测试。结果表明, 收集器工作频带更宽, 比传统的单梁输出高54%, 主压电悬臂梁最大输出功率可达到874 μW, 副压电梁最大功率可达到683 μW。
智能电网 悬臂梁 压电效应 振动能量收集 电磁能量收集 宽频带 smart grid cantilever beam piezoelectric effect vibration energy harvesting electromagnetic energy harvesting wideband 
压电与声光
2023, 45(1): 56
作者单位
摘要
南京邮电大学 电子与光学工程学院、微电子学院, 南京 210023
设计了一种CPW馈电的平面宽缝天线。采用Koch分形技术拓宽了天线的带宽,使用HFSS软件对CPW馈电线和矩形匹配枝节的尺寸和位置进行了优化设计。对制作的宽缝天线进行了回波损耗、方向图和增益的测试。测试结果表明,天线的带宽达到14~5.8 GHz,带内增益波动小于3 dB。该天线系统的研究在功率检测、5G通信、雷达系统等领域有较强的拓展性和应用前景。
宽频带 缝隙天线 Koch分形技术 broadband slot antenna CPW CPW Koch fractal technology 
微电子学
2022, 52(3): 367
作者单位
摘要
1 杭州应用声学研究所, 声纳技术重点实验室, 杭州 310023
2 西安交通大学, 电子陶瓷与器件教育部重点实验室, 西安 710054
1-3型压电单晶复合材料结合弛豫铁电单晶与复合材料的优势, 具有压电常数高、机电耦合系数极大、声阻抗低等特点, 是理想的高频发射换能器压电元件。基于1-3型压电单晶复合材料设计并研制了高频宽带发射换能器, 根据理论计算分析了压电单晶复合材料的性能特点, 利用有限元建模仿真优化了换能器结构, 研制的1-3型压电单晶复合材料发射换能器在250~410 kHz范围内发送电压起伏不超过3 dB, 工作带宽达到160 kHz, 最大发送电压响应达178.4 dB, 性能大大优于同尺寸结构的1-3型压电陶瓷复合材料高频换能器。运用1-3型压电单晶复合材料制作高频发射换能器可有效拓宽工作频带, 提高水下声发射能力。
1-3型压电单晶复合材料 高频发射换能器 宽频带 水声 1-3 Piezoelectric single crystal composite high-frequency transmitting transducer wideband underwater acoustics 
硅酸盐学报
2022, 50(3): 556
作者单位
摘要
大连海事大学信息科学技术学院,辽宁大连 116000
提出了一种由 π型匹配枝节、整流二极管、直通滤波器组成的高效大功率宽带整流电路。采用 2只 HSMS-282P肖特基二极管桥设计单级倍压整流电路,使电路在整流效率不下降的情况下提升输入的功率容量; 采用 π型匹配枝节实现阻抗匹配,使电路具有宽频特性,同时其并联短路枝节可以作为输入滤波器,实现小型化和整流效率的提高。直通滤波器用于抑制基频和二极管非线性产生的高次谐波,以提高整流效率。实测结果表示:在 2.05~2.6 GHz带宽内整流效率大于 60%; 在 2.45 GHz工作频率和 35 dBm输入功率下,整流电路在 330 Ω负载上获得 70%的整流效率。该整流电路具有整流效率高、功率容量大、频带宽的特性,可为工程人员设计大功率微波整流电路提供设计指导。
整流电路 大功率 高效率 宽频带 小型化 rectifier circuit high power high efficiency broad band miniaturization 
太赫兹科学与电子信息学报
2022, 20(7): 697
作者单位
摘要
南京信息工程大学电子与信息工程学院,江苏南京 210044
设计一种带有开口谐振环(SRRs)引向器的新型端射天线。天线由反射板、地板、辐射单极子和开口谐振环组成。天线的反射板结构使天线在低频处阻抗匹配,有效地提高了天线带宽; 用六对开口谐振环结构作为天线的引向器,很好地实现了天线的高增益。仿真和实测结果表明,天线阻抗带宽达到 73.7%(2~4.21 GHz),增益为 4.3~10.3 dB; 在天线的带宽内,天线的辐射方向图稳定,设计的天线满足 S波段无线通信领域的需求。
端射天线 宽频带 高增益 开口谐振环 end-fire antenna wide band high gain Split-Ring Resonants 
太赫兹科学与电子信息学报
2022, 20(7): 691
马栎敏 1,2,3徐晗 1,2刘禹煌 1,2徐贵力 1,2郭万林 3,4,*
作者单位
摘要
1 南京航空航天大学自动化学院, 江苏 南京 211100
2 南京航空航天大学高速载运设施的无损检测监控技术工业和信息化部重点实验室, 江苏 南京 211100
3 南京航空航天大学纳智能材料器件教育部重点实验室, 江苏 南京 210016
4 南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室, 江苏 南京 210016
为了拓展太赫兹吸收器的相对吸收带宽,设计了一种基于石墨烯超材料的超薄、宽频带、可调谐的太赫兹吸收器,其由图案化石墨烯层、电介质层和金属反射底板层叠构成。仿真结果表明:该吸收器在4.48 THz频率处的吸收率为99.98%,通过调节石墨烯的化学势可使该频点处的吸收率变化至25.08%;同时,该吸收器表现出对入射波极化不敏感的吸收特性,且在太赫兹波倾斜入射的情况下仍能保持一定的宽频带吸收特性。在此基础上设计了基于三层图案化石墨烯的太赫兹吸收器,其可进一步拓展吸收频带宽度,仿真结果表明该吸收器在1.90~5.49 THz频率之间的吸收率高于90%,相对吸收带宽为97%。
光学器件 石墨烯 太赫兹吸收器 宽频带可调谐吸收器 超材料 
光学学报
2022, 42(9): 0923001

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