【摘 要】
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随着现代微波毫米波无线通信系统的快速发展,对稳定度高、结构简单和成本较低的频率源的需求越来越迫切。在微波毫米波频段,通常通过倍频技术得到高性能的频率源,而如何实现高效率、高功率的倍频技术也是近年来的一大研究热点。本文对高效高功率倍频技术进行了研究,基于PIN二极管设计了高功率三倍频器,并创新性地提出了一种波导-多层基板电路-波导的高效率三倍频器。1.基于PIN二极管,设计了高功率平面型三倍频器。首
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随着现代微波毫米波无线通信系统的快速发展,对稳定度高、结构简单和成本较低的频率源的需求越来越迫切。在微波毫米波频段,通常通过倍频技术得到高性能的频率源,而如何实现高效率、高功率的倍频技术也是近年来的一大研究热点。本文对高效高功率倍频技术进行了研究,基于PIN二极管设计了高功率三倍频器,并创新性地提出了一种波导-多层基板电路-波导的高效率三倍频器。1.基于PIN二极管,设计了高功率平面型三倍频器。首先对PIN二极管进行了参数提取,建立了其SPICE模型;其次采用单管并联倍频电路结构,在ADS原理图中设计了三倍频电路,包括输入/输出滤波电路和输入/输出匹配电路的设计;然后进行了版图仿真验证,并将版图仿真结果与二极管模型联合进行了非线性仿真,得到了一种高功率平面型三倍频器。接着通过拟合二极管I-V特性曲线对SPICE模型进行了修正;然后对输入/输出滤波电路结构进行了改进,采用HFSS设计了三倍频器无源电路部分,采用ADS进行了非线性仿真;最后通过联合仿真得到了一种改进型高功率平面型三倍频器,实现了31.7d Bm的饱和输出功率。2.基于肖特基二极管,设计了高效率波导三倍频器。首先提出了一种新颖的波导-多层基板电路-波导的倍频电路拓扑结构,介绍了该结构的倍频工作原理;然后对肖特基二极管MA4E1310进行了介绍分析,建立了其三维电磁仿真模型和管芯SPICE模型;然后采用滤波型天线结构来实现输入过渡,在HFSS中建立了三倍频器的电路仿真模型,采用ADS进行了非线性仿真,通过联合仿真设计得到了一种高效率波导三倍频器,实现了8.27%的最大倍频效率。接着基于上述介绍的创新型倍频结构,采用磁耦合探针结构来实现输入过渡,通过联合仿真得到了另一种高效率波导三倍频器,实现了8.82%的最大倍频效率。本文对倍频技术的高效率、高功率问题进行了研究分析,测试结果很好的验证了所提出研究方案的合理性和正确性,为后续研究探索提供了参考与经验。
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太赫兹波在电磁波谱上处于微波与红外波段之间的特殊位置,具有其他频段电磁波所不具备的独特优势,其应用主要概括为通信、成像和频谱三个方面,在军事、安防、天文、生物医学等领域发挥着重要的作用,因此备受世界各国的重视。由于自然界中缺少能对太赫兹波产生较强电磁响应的材料,太赫兹波的调控仍是一大难点。本文即针对这一问题,重点聚焦基于超表面的太赫兹波束调控器件,主要研究内容如下:（1）设计了一种太赫兹完美反射超
随着时代发展,人们对通信应用场景的要求越来越多样化,多功能天线应运而生,例如多波束天线、极化可重构天线、频率可重构天线等等。近些年,液晶作为一种电可调谐材料进入天线研究者的视线,其特性适合可重构天线以及相控阵的设计。本文就基于液晶材料的电控天线阵为研究方向,重点研究内容包括连续扫描阵列天线与极化可重构天线。本文主要工作内容如下:回顾了在微波毫米波频段中基于液晶材料的移相器与天线的研究现状,并对各研
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3mm固态功率合成技术广泛地应用于毫米波成像系统、拒止武器、毫米波雷达、毫米波测量仪器等领域,其具有稳定性高、使用寿命长、体积小等优势。这些应用场景都需要功率源,功率越高则作用距离越远,抗干扰能力越强,但是单片固态器件的输出功率有限,离上述应用场景的需求还有一定差距,因此需要功率合成技术来达到更高的输出功率。合成效率、饱和输出功率、工作带宽是功率合成的重要指标,合成效率的高低决定了功率合成放大器的
生物电位监测在疾病预防、诊断与治疗中发挥着关键作用,对医学研究有重要意义。作为生物组织和后端信号处理之间的桥梁,生物电极是生物电位监测中不可或缺的组成部分。与刚性电极相比,柔性生物电极可以实现与生物组织的保角接触,有助于采集高质量的生物电信号,同时可以有效减小对生物组织的损伤。因此,柔性生物电极受到生物学、医学科研工作者的极大关注。柔性生物电极制备中常用的柔性材料主要有聚二甲基硅氧烷（PDMS）、
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