1 上海电力大学 电子与信息工程学院，上海 200082
2 中电科微波通信(上海)有限公司，上海 200000
根据通信系统中对超宽带传输的要求，设计了一种基于共面波导馈电(CPW)的高隔离度二阻带超宽带多输入多输出(MIMO)槽天线。天线由两个正交放置的辐射贴片组成，印制在FR4介质基板上，辐射贴片为矩形与半圆形相结合的渐变形结构。在辐射贴片处刻蚀C形槽，以及在辐射贴片背部加载开口谐振环(SRR)，可抑制WLAN和X波段的干扰。通过引入栅栏形枝节，提高了MIMO天线的隔离度。实测结果表明，该天线工作带宽为3.00~10.66 GHz，此范围内端口隔离度S21均低于-27 dB，在5.11~5.96 GHz和6.82~7.86 GHz处具有阻带特性，包络相关系数(ECC)均小于0.03，可应用于需要抑制多个窄带信号干扰的超宽带MIMO通信系统。
超宽带 二阻带 隔离度 开口谐振环(SRR) 栅栏形隔离枝节 UWB CPW CPW dual notched-bands isolation SRR fence-shaped isolation branch
1 上海电力大学 电子与信息工程学院，上海 201306
2 中电科微波通信(上海)有限公司，上海 201802
为满足高速率无线通信对超宽带(UWB)传输的要求，该文设计了一种高隔离度超宽带多输入多输出(MIMO)槽天线。天线采用共面波导(CPW)馈电，印制在相对介电常数为4.4的FR4介质基板上。通过对天线地板切角，天线实现了良好的阻抗匹配。实测阻抗带宽为2.88~11.18 GHz，相对带宽达118.1%。为了降低耦合度，两个辐射单元间采用中和线结构，实现了天线的高隔离度。实验表明，在工作频带内，天线的端口隔离度大于20 dB，包络相关系数(ECC)小于0.002，分集增益(DG)大于9.996 dB，分集性能良好，该天线适用于超宽带无线通信系统。
超宽带天线 共面波导馈电 中和线 槽天线 高隔离度 MIMO天线 ultra wideband antenna coplane waveguide feed neutralization line slot antenna high isolation MIMO antenna
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
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075 mm3。
宽频带 高隔离度 broadband high isolation MEMS MEMS SP3T SP3T
1 重庆西南集成电路设计有限责任公司, 重庆 401332
2 安徽大学 集成电路学院, 合肥 230601
3 中国电子科技集团公司第二十四研究所, 重庆 400060
基于013 μm CMOS SOI工艺, 设计并实现了一种100 MHz~12 GHz高功率SPDT射频开关。该射频开关为吸收式射频开关, 开关支路为串并联的拓扑结构。采用负压偏置设计, 减小了插入损耗, 提高了隔离度。采用多级开关管堆叠设计, 提高了开关的输入1 dB 压缩点。测试结果表明, 在100 MHz~12 GHz频率范围内, 该射频开关插入损耗小于15 dB, 隔离度大于31 dB, 输入1 dB 压缩点大于40 dBm。芯片尺寸为11 mm ×11 mm。
高功率 高隔离度 射频开关 high power high isolation RF switch SOI SOI
陈玉 1,2,3吴倩楠 1,2,3湛永鑫 1,2,3李晓琪 1,2,3[ ... ]李孟委 1,2,3
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 半导体与物理学院， 太原 030051
目前通讯、导航等领域对单刀多掷开关有广泛的需求，而此类开关存在体积大、工作频带窄、插入损耗大、隔离度低等问题。文章设计了一种串联接触式双边多触点型RF MEMS单刀六掷开关。开关的下电极上设有三个圆形触点，远端连接有喇叭状过渡带，其上是带有带状孔的“X”形上电极，通过减小接触电阻和耦合电容来改善射频性能。经HFSS软件仿真优化，该开关工作频率可覆盖L~Ka波段，且在26.5 GHz下，插入损耗≤ 0.3 dB，隔离度≥ 37 dB，性能良好，尺寸为1.05×1.05×0.5 mm3。结果表明，设计的单刀六掷开关射频性能具有较大优势，同时满足小型化的要求，因此在L~Ka波段的导航、认知无线网络以及微波测试等领域具有较大的应用前景。
单刀六掷开关 多通道 高隔离度 single pole six throw switch MEMS MEMS multichannel high isolation
1 南京电子技术研究所 人脑机实验室, 江苏 南京 210039
2 北京遥测技术研究所 控制系统与技术研究室, 北京 100076
本文设计了一种可以使光电伺服平台对目标对象进行高精度、稳定追踪的基于双速度环的扰动观测器，可以消除光电平台内部摩擦力矩、外部载体扰动以及传感器噪声的影响，提升系统的动态响应性能。首先，根据直流电机工作原理与负载模型，建立双速度环的数学控制模型。接着，通过分析多类型传感器的速度信号频谱和响应性能，选择噪声和延时较小的圆光栅代替传统测速设备，作为速度控制内环；同时选择光纤陀螺作为速度外环的反馈设备。然后，基于陀螺速度信号设计扰动观测器，对内速度环中的扰动补偿残差和外部载体扰动信号进行观测，并进行前馈信号补偿。实验结果表明，双速度环观测器的控制方法可以将系统调节时间降至原来的45%，在不同幅值（0.25°~2°）和频率（0.25 Hz~2 Hz）的正弦扰动信号下，该方法均能显著提高系统的扰动抑制能力，并将系统隔离度由原来的20.9 dB提升至30 dB。本文所提出的基于双速度环扰动观测器的控制方法满足光电跟踪平台快速响应、跟踪稳定、抗干扰能力强等要求。
视轴稳定 双速度环 扰动观测器 陀螺噪声 系统隔离度 line-of-sight (LOS) stability double speed loop disturbance observer gyro noise system isolation degree
南京邮电大学集成电路科学与工程学院，江苏 南京 210023
基于无磁性二维光子晶体设计了一种由直线波导及矩形谐振腔构成的类T型非互易性双通道滤波器。矩形谐振腔具有局域多频率电磁波且电磁波传播方向可调的特性，直线波导的结构尺寸决定了其对不同对称性电磁波的承载能力。利用矩形谐振腔和直线波导的特性实现了非互易性双通道滤波功能。实验结果表明：正向传输情况下，滤波器实现了中心波长分别为1534 nm和1574 nm，带宽分别为16 nm和8 nm的滤波传输，对应的插入损耗分别为0.4 dB和0.36 dB，通道间隔离度为33 dB和22 dB；反向输入情况下，电磁波对称模式的不匹配导致无法传输。这表明设计的双通道非互易滤波器滤波效果良好，在未来全光通信集成领域具有潜在的应用价值。
光学器件 光子晶体 非互易性 滤波器 隔离度 插入损耗 激光与光电子学进展
2023, 60(5): 0523003
1 重庆大学 新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室，重庆 400044
2 中国电子科技集团公司第二十六研究所，重庆 400060
随着5G通信技术的发展，通信频段的演进对于声学滤波器的性能指标、封装尺寸、集成度等要求越来越高。但在小尺寸的声表面波双工器中，隔离度指标是设计中的一个难点。该文针对如何提高双工器隔离度指标展开研究。基于耦合模模型与电磁仿真模型建立了双工器的仿真模型。通过采用拓扑结构的改进、共地电感与封装外壳的改进等方法，最终实现了在发射端(Tx)隔离度为-60.5 dB，接收端(Rx)隔离度为-50 dB，且具有小插入损耗特征的Band 5双工器设计，较之未改进前的双工器，其隔离度有明显改善。
声表面波 双工器 高隔离度 耦合模模型 电磁仿真 surface acoustic wave duplexer high isolation Coupling-of-Modes model electromagnetic simulation
曹钎龙 1,2,3吴倩楠 1,3,4朱光州 1,2,3陈玉 1,2,3[ ... ]李孟委 1,2,3
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
针对射频多端口器件微波测试需求，基于SOLT校准原理设计了一种工作频率在DC~12 GHz范围内、基于RF MEMS开关的四端口电子校准件。数值仿真结果表明，在短路状态下，器件的回波损耗小于015 dB；在直通状态下，器件的插入损耗小于05 dB，端口之间的隔离度大于20 dB；在开路状态下，器件的回波损耗小于03 dB，端口之间的隔离度大于25 dB；同时采用微表面加工工艺，利用磁控溅射工艺对负载电阻进行了制备，其测试结果约为50 Ω，符合设计要求。设计的基于RF MEMS开关的四端口校准件，具有射频性能好、体积小、易于集成等优点，能够满足X波段微波多端口器件在片测试的应用需求。
插入损耗 回波损耗 隔离度 微波校准 RF MEMS RF MEMS insertion loss return loss isolation microwave calibration
