Широкополосный сверхпроводящий тонкопленочный трансформатор свч.

Описаны проектирование, конструкция и испытания широкополосного сверхпроводящего трансформатора на основе распределения Дольфа-Чебышева. Трансформатор полностью совместим с топологиями тонкопленочных схем и обеспечивает доступ к коаксиальным пусковым устройствам 50-омега. Трансформатор представляет собой конус, который использует только одну сторону подложки и имеет копланарный переход от волновода к микрополосковому без использования сквозных отверстий. Конус обеспечивает преобразование характеристического импеданса от 50 омега до 2 омега в диапазоне частот от 5 до 15 ГГц. Конус обеспечивает гораздо большую полосу пропускания, чем линейный конус с той же длиной и преобразованием импеданса.

Новый широкополосный переход от микрополосковой линии к интегрированному волноводу с подложкой

Представлен новый широкополосный переход от микрополосковой линии к интегрированному в подложку волноводу (SIW). В отличие от большинства переходов, которые демонстрируют меньшие обратные потери в значительной части полосы обычного волновода, представленная конфигурация обеспечивает обратные потери лучше, чем 30 дБ в стандартных полосах частот волновода от X до E. Новым аспектом этого перехода является добавление двух переходных отверстий к широко используемый микрополосковый конусный переход. Кроме того, показано влияние высоты подложки. Результаты в каждой полосе частот сравниваются с данными только для обычной микрополосковой конусности. Представлена ​​и продемонстрирована расчетная формула размещения переходных отверстий и размеров конусов, обеспечивающая превосходные результаты. Структуры моделируются и оптимизируются с помощью CST Microwave Studio.

Компланарно-микрополосковые переходы для измерений на пластине

Два типа копланарных переходов между линией и микрополосковыми переходами без сквозных отверстий разработаны и протестированы для измерений на пластине. Переходы предназначены для копланарных зондов «земля-сигнал-земля». Это конические переходы с емкостными заземляющими участками и радиальные шлейфовые переходы. Обе структуры легко реализуются и обеспечивают широкополосную передачу. Характеристики оптимизированного конического перехода являются одними из лучших, продемонстрированных с точки зрения обратных потерь менее -20 дБ в диапазоне от 5 до 15,5 ГГц: это даже превосходит конструкции с радиальным шлейфом. Дана информация о проектировании, основанная на полноволновом моделировании конусного перехода и аналитических формулировках для радиального шлейфа. Наблюдается увеличение ширины полосы с увеличением угла радиального шлейфа.

Полноволновое проектирование fdtd и анализ широкополосных переходов микрополоскового типа в волновод.

Широкополосные переходы разрабатываются и анализируются с использованием двух различных подходов метода конечных разностей во временной области (FDTD) в сочетании с теорией неоднородных линий передачи. Эти переходы состоят из ребристого конуса на основе волновода между экранированной микрополоской и стандартным прямоугольным волноводом Х-диапазона. На первом этапе полноволновая схема 2D-FDTD используется для расчета дисперсионных характеристик, а также геометрической зависимости импеданса в двухгребневом волноводе. После получения этих расчетных кривых для расчета конусов используется теория ступенчатого трансформатора линии передачи. На первом этапе применяются методы неоднородного 3D-FDTD, моделируются переходы и проверяется метод.

Проектирование конусов, переходов и муфт Fin-Line

Описана общая процедура проектирования, которая применима к произвольным конфигурациям конусов плавников, различным переходам от плавников к микрополоскам и соединителям с двумя или более пазами. Единственными входными данными являются граничные волновые числа основных мод плавников. Процедура проиллюстрирована для конуса и двухпазовой муфты. Также приведены численные результаты.

Асимметричный переход сверхширокополосной микрополосковой линии в копланарную полосковую линию

Представлен новый метод расчета асимметричного микрополосково-копланарного полоскового перехода (КПС) на основе аналитической электромагнитной модели. Сечение на каждой стадии перехода анализируется посредством конформного преобразования и рассчитывается соответствующее сопротивление линии. Затем ширина линии заземления в нижней части подложки регулируется для формирования оптимального конуса импеданса Клопфенштайна. Для демонстрации метода проектирования был реализован переход между микрополосковой линией 50 Омега и высокоомной линией СУЗ (147 Омега). Хорошие переходные характеристики с обратными потерями более 10 дБ и вносимыми потерями менее 1 дБ были получены для диапазонов частот 6–40 ГГц.

Эффективный подход, подходящий для анализа и проектирования неоднородных линий электропередачи.

Представлен новый метод моментной формулировки для анализа неоднородных линий передачи. Комплексные базисные функции подобластей используются для моделирования различных структур в широком диапазоне частот. Результаты, полученные с использованием предложенной формулировки, подтверждены сравнением с результатами, полученными с помощью пакетов САПР. Исследованы полосковые и микрополосковые переходы на примере проектирования согласованного микрополоскового конуса с изменением ширины и высоты диэлектрика.

Проектирование гребневых переходов волновод-микрополоска

Описана конструкция гребневого перехода волновод-микрополоска в Ka-диапазоне. Была разработана компьютерная программа для получения данных о хребте, необходимых для целей проектирования. Был изготовлен и испытан косинусоидальный конус. Вносимые потери 0,6 дБ на переход в полосе пропускания 2 ГГц и КСВ 1,2 были реализованы на частоте 34,5 ГГц.

Переход от волновода к микрополоске

Представлены конструкция и характеристики перехода волновод-микрополоска. Оптимальный двусторонний конус плавников был использован для согласования характеристического импеданса волновода основной моды с микрополоской сопротивлением 50 Ом, установленной на подложке с низкой диэлектрической проницаемостью. Метод поперечного резонанса был применен для расчета характеристического импеданса двустороннего ребра с учетом конечной толщины металлизации и канавок, удерживающих подложку. Также приведены экспериментальные результаты перехода в Х-диапазон.

Низкопрофильная СШП логопериодическая дипольная антенна для беспроводной связи с зарезанным диапазоном частот

Предлагается низкопрофильная логопериодическая дипольная микрополосковая антенна для сверхширокополосных (СШП) приложений. На обеих сторонах диэлектрической подложки изготавливаются логарифмические диполи с дефектной заземляющей пластиной. Треугольный конусный переход используется для обеспечения лучшего соответствия. Предлагаемая антенна имеет полосу импеданса 3,3–20,7 ГГц, которая охватывает все диапазоны C, X и Ku и частично диапазоны S и K. Антенна демонстрирует стабильные характеристики излучения с хорошим соотношением фронт-тыл во всем рабочем диапазоне. Кроме того, в UWB-антенну интегрирован U-образный слот для обеспечения функции подавления в узкополосной системе беспроводной связи, такой как IEEE 802.11a в США (5,150–5,350 ГГц и 5,725–5,825 ГГц). Полоса с вырезом создается на частоте 5,8 ГГц.

Распространение волн в двустороннем экспоненциально суженном прямоугольном волноводе

Обсуждается распространение электромагнитных волн в прямоугольном волноводе, обе стороны которого экспоненциально сужаются. Волновое уравнение в справочнике представляет собой нелинейное уравнение в частных производных второго порядка, которое решается численно с использованием метода конечных элементов. Результаты, полученные для больших коэффициентов конусности, полезны при проектировании миниатюрных переходов волновод-микрополосковые, составляющих входную и выходную части испытательных стендов, используемых в твердотельных схемах, монтируемых в волноводных средах.

Определение характеристического импеданса CPW с коническим питанием и микрополосковых линий с помощью калибровки кончика пробника

Представлена ​​процедура, позволяющая систематически определять характеристическое сопротивление CPW и микрополосковых линий с конусным питанием и устранять влияние разрывов питания. Процедура основана на методике измерения двух разных эталонов на пластине. Предполагается первоначальная калибровка LRM или TRL вне пластины со стандартной калибровочной подложкой. Структура подачи состоит из копланарной конфигурации площадки, подходящей для подачи кончика зонда и переходов на основе сквозных или конических переходов к микрополосковым или CPW-конфигурациям соответственно. Процедура состоит из двух шагов. На первом этапе устраняется только разрыв на кончике зонда. Для этой цели мы используем нашу новую методику сравнения калибровок, основанную на формуле цепной матрицы, основанную на измерениях двух линейных эталонов CPW на пластине той же геометрии, что и питающие площадки. Наши стандарты CPW на пластинах остаются одинаковыми для всех измеряемых микрополосковых линий. Это позволяет выполнить только одну деэмбеддинг зонда, действительную для всех измеряемых микрополосковых линий. Вторым этапом является вычленение перехода CPW-микрополосковая линия или CPW-конус-CPW и определение характеристического сопротивления измеряемых линий. Первой новинкой является формулировка всей задачи извлечения в терминах цепной матрицы ABCD. Это позволяет нам исключить одно из ограничений истинных бегущих волн на основе асимметрии S-матрицы в левой скобке 3 в правой скобке общей CPW-микрополосковой линии и переходов CPW-конус-CPW. Это ограничение представляет собой разницу между комплексными характеристическими импедансами CPW и микрополосковых линий или разных CPW линий. Напротив, этот эффект не влияет на симметрию его матрицы адмиттансов или, что то же самое, на определитель AD-BC его цепной матрицы. Следующая новинка заключается в моделировании этих переходов. Мы предполагаем, что оно может быть аппроксимировано симметричной моделью. Его цепная матрица удовлетворяет условию AD. Это, в свою очередь, позволяет извлечь характеристический импеданс линий на основе измерений двух линий без использования какой-либо фиксированной модели перехода. Такая формулировка автоматически учитывает даже распределенный характер перехода, что может иметь значение на частотах мм-волн. Из измерений определены комплексные константы распространения и характеристический импеданс широких линий ХПВ на подложке из кварцевого стекла, превышающих шаг зондов. Мы также проанализировали процедуру извлечения микрополосок CPW различной геометрии на подложках GaAs и MCM-D до 70 ГГц. Мы сравнили различные модели перехода: простую последовательную индуктивность, каскад параллельных емкостей и последовательных индуктивностей, каскад последовательных индуктивностей и параллельных емкостей и нашу коробчатую модель с ее цепной матрицей, удовлетворяющей условию AD. Последняя модель превосходит другие, особенно. на более высоких частотах мм-волн. Мы также исследовали различные топологии перехода для MCM-D, чтобы найти оптимальную. Наилучшая точность извлечения может быть достигнута, если микрополосковая земля проходит под питающей частью CPW. Эквивалентные элементы модели извлекаются для каждой частотной точки.