基于FDTD的DGS微带线特性分析
DGS结构特性分析及其改善微波放大器谐波
Ｄ Ｓ结构进行分析 和优化 ； Ｇ 最后利用 Ｄ ＧＳ结构在某些频率点上 的谐 振特性 ，充分利用其 带阻特 性抑制谐波 分量 ， 设计 出一种 ＤＧ ｓ结构 ， 对某一频 段的微波高功率放 大器 的二 次谐 波进行 了有效的抑制 ， 最终 有效地提 高 了微波功率器件性能 。
关键词 ： 波平 面电路；缺陷接地结构 ； 微 谐波
ＣＡＯ ｉ ， Ｓ Ｎ ｈ ｎ ｐ ｎ Ｒｕ Ｕ Ｚ ｅ－ｅｇ
（ ＿ ｓ ｉａＲｅ ｅ ｒｈ Ｉ ｓｉｕ ｅｏ ｅ ｔ ｆＥｌｃｒ ｎｃＥｎ ｉ ｅ ｇ，Ｈｅｅ ３ ０ １，Ｃｈｎ ；２ Ｉ ｓｉｕ ｅｏ ｉｒｅｅ ｔｏ ｉｓ ｉ ｆｉ ０ ３ ２ ｉａ ． ｎ ｔｔ ｔ ｆＭ ｃｏ ｌｃｒ ｎｃ ，Ｃｈｎ ｓ ａ ｅ ｆ ｉｅ ｅＡｃ ｄ ｍｙ ｏ
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第２ ９卷 第 １ 期 １
２０ ０ ６年 １ １月
合肥 工 业 大 学 学报 （ 自然科 学版）
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＦＥＩ ０Ｆ ＨＥ ＵＮＩ ＲＳ ＴＹ ＶＥ Ｉ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬ ＯＧＹ
Ｖ ｏ． ９ Ｎｏ １ １２ ． １
Ｋｅ ｒ ｓ ｍｉｒ ｗａ ｅ ｐａ ａ ｉｃ ｉ；ｄ ｆｃｅ ｒ ｕ ｄ ｓｒ ｃ ｕ ｅ ＤＧＳ ；ｈ ｒ ｎｃ ｙ ｗｏ ｄ ： ｃｏ ｖ ｌｎ ｒｃｒ ｕｔ ｅｅ ｔ ｄｇ ｏ ｎ ｔｕ ｔ ｒ （ ） ａ ｍｏ ｉ
目前在微波平面电路设计中， 小型、 轻型化设 计研究 已经成 为一 门非常 重要 的课题 。针 对这 个 研究方 向， 文献Ｅｉ ｌ在光子带隙结构（ Ｂ 的基础 Ｐ Ｇ） 上 提 出 了 缺 陷 接 地 结 构 ｌ （ ｅ ｃ ｄ ｇｏｎ ＿ ｄｆ ｔ ｒｕ ｄ ２ ｅｅ
Ｓ ｉ ｃｓ ｅ ｉｇ １ ０ ２ ，Ｃ ｉａ ｃｅ ｅ ，Ｂ ｉｎ ０ ０ ９ ｈｎ ） ｎ ｊ
带DGS结构的宽带微带线准椭圆函数滤波器设计
摘 要 ：准椭圆滤波器体积小，重量轻，结构紧凑 ，比契比雪夫滤波器有更好 的过渡特性，更 高的带外抑制，在卫星通信和移动通信 中有广泛的应用前景。但 在用准椭 圆滤波 器实现 宽带滤
波器 时 ，有 时会 遇到耦 合 间隙过 小难 以加 工 的 问题 。在 准椭 圆滤 波 器 的谐 振 器底 板加 入 缺 陷接
ｇ ｕ ｄｓ ｕｔ ｅ Ｄ Ｓ ａ ｃ ａｅｔ ｏｐｉ ｏｆｃ ｎ ｂｔｅｎｔｅｒｓｎｔ ｓ Ｄ Ｓｉ ｅ ｐｏｅ ｅ ｒ ｎ ｔ ｃ ｒ（ Ｇ ）Ｃ ｉ ｒ ｓ ｅｃｕｌ ｇｃｅｉｉ ｔ ｗ ｅ ｏａ ｒ． Ｇ ｍ ｌ ｄ ｉ ｔ ｏ ｒ ｕ ｎ ｎｅ ｈ ｎ ｅ ｅ ｈ ｅ ｏ ｓ ｙ ｎｈ
０ 引 言
准椭 圆函数滤 波器 体积小 ， 构紧凑 ， 结 比契 比雪 夫滤 波器 有更 好 的过渡 特性 ， 高 的带外抑 制 ， 更 在卫 星通信和移动通信中有广泛的应用前景¨ 。准椭 Ｊ 圆窄 带滤 波器 的技 术 已经 很 成 熟 ， 宽带 滤 波 器 的 但
设计还会 存 在 一 些 问题 。在 设 计 带 宽 为 １％ 以上 ０ 的滤波 器 时 ， 多滤 波 器 中 的谐 振 腔 之 问 的耦 合 间 很
地 结构 （ Ｇ ） Ｄ Ｓ ，可 以增强谐振 器之 间的耦 合 。应 用 Ｄ Ｓ结构 ，用较 宽 的耦 合 间 隙 实现较 强的耦 Ｇ
合 ，从 而使 宽带 滤波 器物理上 更 容 易 实现 。应 用三 维 电磁 场仿 真 软件 ，设 计 了一 种 带 Ｄ Ｓ结构 Ｇ 的 宽带微 带 线准 椭 圆函数滤 波器 。 关键 词 ：缺陷 接地 结构 ；耦合 系数 ；宽 带滤 波器 ；准椭 圆滤 波器 ；开环谐 振 器
基于FDTD的宽带微带天线的研究
第２ ８卷
６ ８
第 ５期
现 代 雷 达
Ｍｏ ｅｎ Ｒａ ａ ｄ ｒ ｄ ｒ
Ｖ０ ． ８ Ｎ ． １２ ｏ ５
Ｍａ ０ ｙ ２ ０６
２０ ０ ６年 ５月
基 于 Ｆ Ｔ 的 宽 带 微 带 天 线 的 研 究 ＤＤ
车仁信 ， 程 鑫 ， 纪 颖
ｅ ｓｌ ｅ ｈ ｐ ｔｉ ｅ ａ ｃ ，ｂ ｎ ｗ ｄ ｄ ｒ ｄ ａｉｎ ｐ ｔ ｒ ｆ ｈ ｔｎ ａ ｈ ｎ ｗｅ ｍａ ｅ ｈ ｉ ｃｉ ｉ ｏ ｆ ｃ ｅ ｔｏ ｈ ａ ｉ ｇ ｔｔ ｅ ｉ ｕ ｍｐ ｄ ｅ ａ ｄ ｔ ａ ａ ｉｔ ａｔ ｎ ｏ ｅ ａ ｅ ｎ ．Ｔ ｅ ｙ ｇ ｔ ｅ ｄ ｒ ｔ ｔ ｃ ｅ ｉｎ ｆｔ ｅ ｙ ｎ ｎ ｉ ｈ ｎ ｏ ｅ ｔ ｎ ｔ ｅ ｖｙ ｉ ｎ ｅ ｎ ｆｅ ｒｃ ｓ ｉ ｉ ｌ ｔ ａ ｂ ｓ ｔ ．ｐ ｐ ｒｄ ｓｇ ｓ ａ ｍ ｃ ｔ ｐ ａ ｅ ｎ ｏ ｅ ｃ ｎｒ ｒ ｑ ｅ ｃ ｓ １ ． ７ ａ ｔｎ ａ ａｔｒｐ ｏ ｅ ｓ ｇｔ ｅ ｓｍｕ ａｉｎ ｄ ｔ ｙ ｕ ｉ ｇ Ｍａｌｂ ａ ｅ ｅ ｉｎ ｉ ｒ ｓｒ ｔ ｎ ａｗｈ ｓ ｅ ｔ ｃｆｅ ｕ ｎ ｙ ｉ ０ ３ ｎ ｈ ｏ ａ ｎ ａ ｏ ｉ ｎ ｉ
数等参数 。文 中用该方法设计 了一个中心频率为 ｌ．７ Ｇ ， ０ ３ Ｈｚ相对 带宽 ２ ．％ 的宽带微 带天 线 ， 到 了较好 的参数 。为 １７ 得 工程实 际中微带天线 的设计与分析提供 了参考 。
【 关键 词】 时域有限差分法 ； 宽带微带天线 ； 仿真
中 图分 类 号 ：Ｎ ５ ． 、Ｎ ２ Ｔ ９７ ２ Ｔ ８ 文献标识码 ： Ａ
（ 大连 交通大学电气信息学院， 大连 １６２ ） １０８
微带阵列天线的设计与FDTD分析
是一种用于电磁场数值计算的专业软件 ， 利用 Ｆ Ｄ Ｔ Ｄ对天线 进行建模与数值计算 ， 得到该天线 的系列性能参数 ， 如 回波 损耗、 驻波 比、 输入阻抗 、 远场辐射方 向图等ｌ ６ ］ 。 用时域有限差分 法（ Ｆ Ｄ Ｔ Ｄ） 对上 述微带天 线进行 分析 计算 ， 计 算空 间选为 ４ ０ ｍ ｍ×６ ０ ａｍ×４ ｒ ｍｍ， 划分 网格数 为 ６ ６ ×６ ９ ×１ ３ （ 非均匀 网格 ） ， 计算 空间 的吸收边界 采用 理想
元 间 互耦 的影 响 ， 并 得 出了 结 论 。
关键词 天线 ；微带阵列天线 ；时域有 限差分法 ； 远场辐射方 向图
中图分类号 ＴＮ８ ２ ＤＯ １ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ １ ６ ７ ２ — ９ ７ ３ ０ ． ２ ０ １ ３ ． １ ２ ． ０ ２ ２
Ｖｏ ｌ ＿ ３ ３ Ｎｏ ． １ ２
６４
舰 船 电 子 工 程
Ｓ ｈ ｉ ｐ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ
总第 ２ ３ ４期 ２ ０ １ ３年第 １ ２期
微 带 阵 列天 线 的设 计 与 Ｆ Ｄ Ｔ Ｄ分 析
汪 涛 黄 正峰 张 鉴 张 天 畅
Ｃｌ ａ ｓ ｓ Ｎｕ ｍｂ ｅ ｒ ＴＮ８ ２
１ 引 言
由微带天线单元 组成 的阵列天线具有体 积小 、 重量 轻、 成本低 、 容易 同安装表 面共形 等优点 ， 但 可变参数 很多 ， 同 简单单元天线相 比较 ， 设计 、 分析 较复杂 ＿ １ ］ 。 目前 ， 由微带
天线组成的各种阵列天线 ， 在 国际 上 的 研 究 特 别 活 跃 ， 应 用 非 常 广 阔 。基 于 微 带 阵 列 天线 可 以实 现 复 杂 功 能 的 远 距 离
FDTD方法分析微带结构的电磁特性的开题报告
FDTD方法分析微带结构的电磁特性的开题报告
一、选题背景
微带结构是一种常见的微波电路元件，广泛应用于通信、雷达、卫
星导航等领域。
其结构简单、制作工艺成熟、尺寸小巧、重量轻，特别
适用于高集成度、微型化电路系统。
微带结构中的电磁波与介质和金属
的相互作用导致其具有很多特殊的电磁特性，如衰减、耳语现象等，对
于电路性能的影响是不可忽略的。
因此，研究微带结构的电磁特性具有
重要的理论和应用价值。
二、研究目的
本课题旨在通过采用有限时域差分(FDTD)方法对微带结构进行数值
模拟，分析微带结构的传输特性、辐射特性、阻抗特性等，并与理论分
析结果进行比对验证，为微带结构的设计、优化和应用提供理论基础和
技术支持。
三、研究内容
1. 根据微带线的电磁理论和有限时域差分(FDTD)方法原理，建立微带结构的数值模型并编写相应的计算程序。
2. 对微带结构进行数值模拟，分析电磁波在微带结构中的传输特性，如衰减、功率传输、波阻抗等。
3. 分析微带结构的辐射特性，如辐射方向、辐射强度、波束宽度等。
4. 研究微带结构的阻抗匹配特性，分析微带结构在不同阻抗下的特性，寻求最佳阻抗匹配条件，提高电路性能。
5. 对模拟结果进行分析、比对和验证，得出相应的结论和结构优化
设计方案。
四、预期成果
1. 完成微带结构电磁特性的数值模拟和分析，得出有关微带结构传输特性、辐射特性和阻抗特性等的重要参数和指标。
2. 对模拟结果进行理论分析、比对和验证，得出合理的结论和优化设计方案。
3. 发表学术论文1篇，参加学术会议1次，为微带结构的设计和应用提供理论基础和技术支持。
一种改进的一维周期DGS微带线
ａ ｄ ｔｅｄｍｅ ｓｏ ｓｏ ｅｃｒｕａ ｅｅ ｔ ａｅｎ ｎ ｎｆｒ ｎ ａ ｅ ｒｐ ｒｏ ａｌ ｏｔｅｒｌｔ ｅａ ｌｕ ｅｄｓｒ ｕｉｎｏ ｅｅｐ － ｎ ｈ ｉ ｎ ｉｎ ｆ ｈ ｉ ｌｒ ｆｃｓ ｒ ｏ ｕ ｉ ｍ ａ ｄｖ ｒ ｓｐ ｏｔ ｎｌｙｔ ｈ ｅａｉ ｍｐｉ ｄ ｉ ｉ ｔ ｆ ｈ ｘ ｏ ｔ ｃ ｄ ｏ ｉ ｏ ｉ ｖ ｔ ｔｂ ｏ ｔ
０ 引 言
ＤＳ Ｇ 结构通过在微带线的接地板上蚀刻缺陷图案实 现。最初， 在微带线的接地板上蚀刻哑铃形图案 ， 形成 ＤＳ Ｇ 结构， 该结构在某些频段 内有 良好 的带阻特性¨ 。 Ｊ 因此，Ｇ 结构可以广泛地用来设计微波和毫米波电路。 ＤＳ 最近， 一些文献提出了一种周期均匀方形缺陷 Ｄ Ｓ Ｇ 结构 平面电路， 具有良好的带阻和慢波特 Ｉ， 生 并将其运用在振 荡器和放大器电路中 Ｊ 。此外， 一些文献提出了按照切 比雪夫和二项式分布的不均匀圆形 Ｐ Ｇ结构改进了周期 Ｂ Ｐ Ｇ结构微带线的性能 Ｊ Ｂ 。
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第２ ８卷 第 ４期
２０ ０ ６年 ４月
现 代 雷 达
Ｍｏ ｅ ｎ Ｒａ ａ ｄ ｒ ｄ ｒ
Ｖｏ ． ８ Ｎｏ ４ １２ ．
Ａｐ ｌ２ ０ ｉ ｒ ０ ６
６ ９
一
基于FDTD算法的微带线辐射特性研究
扬的转换 方法研 究微带线在半径为３ ｍ 原点为球 心的球 ｎ＿ Ｖ － 辐射场分布特征。 结果有助于Ｐ ｃ Ｂ 布局， 布线及电磁兼容性设计。 关键词 ： 时域 有限差分法 微带线 特性阻抗 辐射场
中图分类号： Ｏ ４ ４ １ ． ４
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ６ ７ ４ —０ ９ ８ Ｘ （ ２ ０ １ ５ ） １ ｌ （ ｃ ） 一 ０ ０ １ ８ — ０ ３
随 着科 学技 术和 工艺技 术的发展 ， 电子 设 备 呈 现 出高 特 性 具 有 重要 的 意 义 。 速、 宽带、 高 灵敏 度 、 布 线 及 元 器 件 密度 大 、 体积小等特点， 由于ＦＤＴＤ方法 是 以 Ｍａ ｘｗｅ ｌ ｌ 方 程 为基 础 ， 其结 果 是 三
完备 ” 的 矢量 场 ， 同时 Ｆ ＤＴＤ方法 经 过长 期 发 展完 善 ， 由电 磁 辐 射 引 发 的 问题 更 加 突 出 。 电 磁 辐 射 不 仅 对 设 备 内 维 的 “ 。 部 的 其 它 电路 和周 围空 间设 备 形成 电磁 干 扰 ， 影 响 其 正常 工 使 其成 功 地 在 时 域 内应 用于 分析 微 带 线和 其 它 电磁 问题“ 作， 甚 至 引发 重大事 故 ， 而 且造 成 环 境 污染 ， 对人 身健 康 造成 因 此 ， 该 文 选 用 ＦＤＴＤ方 法 研 究 ５ ０ Ｑ微 带 线 的 辐 射 场 分布 伤害。 发 达 国家 均 制定 了强制 性 标 准 来限 制 电子 设 备 的辐 射 特 征 。 发射 。 电 磁辐 射是 当前 的 研 究 热 点 和 重要 的 研 究课 题 。 ＰＣ Ｂ 上 的 微 带 线 是 承 载信 号 的 主 要 载 体 之一 ， 因 此研 究 其 辐 射
， 、
FDTD算法用于微带电路分析与设计研究
ｙ（Ｏ）ｙ（１）：ｙ（Ｎ一１）Ｉ１互ｚ２１：ｚ？。
ｚｙｚ名。
１Ｊ１％（４—１８）肼再由ｙ（女Ｅ）ｚ∑Ｒｚ；，ｋ＝０，１，…外推出ＦＤＴＤ后时间步的数据。
ｆ＿ｌ４．３ＧＰＯＦ信号外推程序的编程实现ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ（简称ＶＢ）设计语言中提供了基本的数学函数库，程序员可以利用这些函数库，完成简单的数学运算，然而，对于复杂的矩阵运算，用ＶＢ编程极为困难。
ＭａｔｒｉｘＶＢ是ＭａｔｈＷｏｒｋｓ针对ＶＢ提供的一个Ｍａｔｌａｂ库，它提供了大量的矩阵和绘图算法，在ＶＢ中对其调用可以加强数学运算与图形展示功能。
我们用ＶＢ完成程序图形界面的设计，利用ＭａｔｒｉｘＶＢ进行矩阵的乘法、求逆、奇异值分解、正交化分解以及特征值求解等运算，程序最终编译成可独立运行的ＥＸＥ可执行文件，使用十分简便。
这种方法可以克服两种编程语言的不足，充分利用两者的优点。
程序的界面如图４．１所示，用户可选择采样的起始时间步、采样间隔、采样点数、谐振模式数、Ｐｅｎｃｉｌ参数Ｌ以及外推的时间步，计算结果可及时以图形方式显示出来，并给出拟合精度。
图４．１ＧＰＯＦ信号外推程序界面我们用如图４．２所示的双频ｕ形微带天线［１６】【１７１的ＦＤＴＤ模拟作为实例，来验证外推软件的准确性。
在ＦＤＴＤ输出的馈点电压信号中，从稍后的２０００到３６００时间步中，每隔２０个时间步抽样一次，得到８０个抽样点，选择了６个复指数函数对信号进行拟合、外推，得到所需的后继２００００时间步电压信号，ＣＦＤＴＤ的模拟计算量减少为原来的ｌ／５。
５．４．４时域有限差分法在天线计算中的应用未来移动设备的一个发展趋势是只使用一个收发设备就能涵盖不同业务范围的各个频带。
在世界上的许多地方，同一地区不同的移动通信的运营商所持有的频段是不同的，需要移动终端可以在不同的频段切换。
双频微带天线不仅可以在两个频段上工作而且可以方便的与移动终端机身共型，在小型化方面存在较大的灵活性，因此在取代传统的无线通信天线方面引起了人们极大的兴趣‘２５［２６１［２７１。
蛇型DGS微带线频率特性的分析及应用研究
蛇型DGS微带线频率特性的分析及应用研究蛇型DGS微带线频率特性的分析及应用研究随着通信技术的快速发展，对于高性能微带线的需求越来越迫切。
微带线是一种常见的宽带无线通信中的传输线结构，其特点是具有良好的集成功能和方便的制造工艺。
然而，传统的微带线结构存在着一些限制，如传输损耗和频率失真问题。
为了解决这些问题，蛇型DGS微带线作为一种新型结构方案被提出。
蛇型DGS微带线是在常规微带线上通过引入蛇形缺陷结构形成的一种新型传输线。
其设计思想是通过在微带线两侧周期性地添置金属蛇形缺陷来实现频率特性的调控。
在传统的微带线中，电信号主要通过金属线导体中的电流进行传输，而在蛇型DGS微带线中，电信号会沿着蛇形缺陷结构进行传播。
由于蛇型缺陷结构的引入，使得微带线中的电磁波在传输过程中受到了更复杂的影响，从而改变了传输线的频率特性。
首先，我们将对蛇型DGS微带线的频率特性进行分析。
蛇型DGS微带线的频率特性主要包括工作频率、带宽和传输损耗等指标。
通过理论分析和电磁仿真方法，可以得到蛇型DGS微带线在不同工作频率下的传输参数，并通过与传统微带线进行对比，评估其性能优劣。
实验结果表明，蛇型DGS微带线在高频段具有更宽的带宽和更低的传输损耗，适用于高速数据传输和宽带通信应用。
接下来，我们将研究蛇型DGS微带线在实际应用中的潜力。
根据前期的理论分析，蛇型DGS微带线具有优良的频率特性，可以实现更稳定和高效的信号传输。
在无线通信系统中，信号的质量和传输速率是关键的性能指标。
现代无线通信系统中采用了各种调制技术，如正交振幅调制（QAM）和多载波调制（OFDM），这些调制技术对传输线的性能要求更高。
蛇型DGS 微带线可以满足这些要求，提供更低的传输损耗和更稳定的频率特性，从而提高系统的传输速率和可靠性。
此外，蛇型DGS微带线还可以应用于微波滤波器的设计和制备。
微波滤波器是无线通信系统中必不可少的组件，用于滤除带外杂波和干扰信号，提高系统的性能和抗干扰能力。
基于dgs结构的微带岔线型带通滤波器设计
基于dgs结构的微带岔线型带通滤波器设计一、前言微带岔线型带通滤波器是一种常用的微波滤波器，具有体积小、重量轻、制作简单等优点。
其中，基于DGS（Defected Ground Structure）结构的微带岔线型带通滤波器受到了广泛的关注和研究。
本文将详细介绍基于DGS结构的微带岔线型带通滤波器的设计过程。
二、DGS结构1. DGS结构概述DGS是指缺陷接地结构（Defected Ground Structure），它是一种可以在微带线上形成人工电磁介质的方法。
通过在接地面上开孔或刻蚀出特定形状的缺陷，可以在微带线上形成等效电感或等效电容。
2. DGS结构分类根据DGS结构在微带线上的位置和形状，可以将其分为多种类型，如C型DGS、H型DGS、U型DGS等。
其中，C型DGS是应用最为广泛的一种。
3. C型DGS结构原理C型DGS结构是通过在接地面上开一个C形孔来实现对微带线上电磁场分布的调控。
当电流通过微带线时，会产生一个与之相反的磁场，而这个磁场会在C型孔周围形成一个电流环。
这个电流环的作用是抵消微带线上的电磁场，从而实现对微带线上电磁场分布的调控。
三、微带岔线型带通滤波器设计1. 带通滤波器概述带通滤波器是一种可以选择一定频率范围内信号通过，而将其他频率信号阻隔的滤波器。
在微波领域中，常用的带通滤波器有微带岔线型带通滤波器、谐振腔型带通滤波器等。
2. 微带岔线型带通滤波器原理微带岔线型带通滤波器是利用岔线结构和DGS结构来实现对信号频率的选择性传输。
其中，岔线结构可以实现对高频信号的传输，而DGS 结构可以实现对低频信号的阻隔。
3. 微带岔线型带通滤波器设计步骤（1）确定设计参数：包括中心频率、3dB截止频率、阻抗匹配等。
（2）确定基本结构：包括基底材料、微带线宽度、微带线间距等。
（3）设计岔线结构：通过改变岔线的长度和宽度来实现对高频信号的传输。
（4）设计DGS结构：通过在微带线上开孔或刻蚀出特定形状的缺陷来实现对低频信号的阻隔。
基于DGS实现微波多频带及宽带滤波器设计
基于DGS实现微波多频带及宽带滤波器设计基于DGS实现微波多频带及宽带滤波器设计摘要：微波滤波器作为微波器件中的重要组成部分，在无线通信、雷达、航空航天等领域中有着广泛的应用。
而宽带滤波器和多频带滤波器则更具有实际应用价值。
本文介绍一种基于DGS实现微波多频带及宽带滤波器的设计方法。
利用仿真软件完成电路设计，采用微带线、共面波导等传输介质，采用DGS 结构设计，实现陷波器。
通过仿真与实验数据的对比，表明此设计方案可以实现宽带、多频带滤波器的设计，具有设计参数调整性好、阻带抑制效果好、传输特性稳定等优点。
关键词：微波滤波器、多频带、宽带、DGS结构、传输特性引言微波滤波器主要用于频率选择和频带滤波，它在通信和雷达系统中具有重要作用。
然而，传统的微波滤波器具有体积大、性能差等问题，因此宽带及多频带微波滤波器设计对于微波器件的研发来说至关重要。
为此，设计一种基于DGS实现微波多频带及宽带滤波器的设计方案，有跨越传统微波滤波器的性能优势。
设计思路本文根据DGS微带线及共面波导结构的一些特性，提出了一种多频带、宽带滤波器的设计方案。
借鉴GNC-2陷波器的设计思路，通过改变DGS的结构，将传输介质的谐振频率调整到需要的频率范围内，从而实现陷波器的设计。
DGS结构的变化会引起传输介质调谐频率的变化，因此DGS结构的设计是关键和难点。
设计方案1. 选取微带线、共面波导作为传输介质微带线具有体积小、重量轻、成本低等优点，且制作简单，满足宽带滤波器的需求。
共面波导具有在较宽的频率范围内保持传输功率的能力，因此适用于多频带滤波器设计。
2. 设计DGS陷波器将DGS结构分别加入共面波导和微带线中，产生谐振频率的变化，实现陷波器的设计。
具体的DGS结构设计包括控制DGS中的L、C值，控制DGS单元的宽度、长度等方面。
3. 完成电路设计综合上述设计要素，完成陷波器的电路设计。
利用仿真软件完成参数的调整，确定最终的电路设计方案。
FDTD数值计算在微带天线研究中应用
电磁场期末课题报告FDTD数值计算在微带天线分析中的应用合作成员：竺可桢学院：混合005班张丹（3003001102）混合007班邓坚（3003001152）分工情况：张丹（3003001102）：负责理论阐述，公式推导，理论计算邓坚（3003001152）：负责程序实现，matlab 仿真日期：2003年1月8日目录时域有限差分基本知识概述3标量麦克斯韦方程4FDTD方程6解的稳定条件9边界条件12激励源的类型14时域有限差分在微带天线中的应用15 微带贴片天线数值模拟的若干问题16微带天线FDTD数值计算模拟实例21微带天线数值计算的基本理论介绍21激励源的设置22边界的处理22散射效应25有效长度，有效宽度以及谐振频率27程序原代码29Main函数部分29Coefficient函数部分40FT函数部分51Impendence函数部分55output函数部分61parameter函数部分62pattern函数65图形显示程序71程序分析74信号源74参数计算74场量的计算75等效电阻的计算77傅立叶变换77空间的方向图78部分语句的诠释80程序结果81方向图824个面上的辐射方向的截面图83心得体会84参考文献 (85)FDTD 数值计算在微带天线分析中的应用时域有限差分基本知识概述时域有限差分（FDTD ）方法是60年代由K.S.Yee 首先提出来，不仅在三维空间对场量离散，而且在时间轴上也对场量离散，并且用差分代替微分，得到麦克斯韦方程在一定边值与初值条件下的近似解。
作为麦克斯韦方程的基本方程取为：HE t μ∂∇⨯=-∂(1.1) DH t∂∇⨯=∂(1.2)式中：D E ε=∙ 了解E 和D 及H 和B 的关系很重要。
在真空和自由空间中，它们存在着简单的比例关系，即00B H D Eμε==其中()70410/H m μπ-=⨯，()()1903610/F m επ--=⨯称为真空中的电容率。
基于FDTD算法的微带滤波天线的设计
基于FDTD算法的微带滤波天线的设计井甜甜;赵建平;张月;杨君;徐娟【摘要】随着无线通信技术的发展,以通信卫星技术为主的电子设备向小型化、智能化、多样化方向发展.该天线采用耦合馈电模式,基本几何结构由微带辐射贴片和微带带通滤波器组成,整个天线尺寸仅12.3 mm×28.5 mm×0.787 mm.通过在传统天线的馈线上加载滤波器形成了滤波天线的集成化设计,集辐射、阻抗匹配、滤波为一体,且结构紧凑、便于小型化,具有高选择性.用基于数值方法中的时域有限差分法(FDTD)作为分析滤波器电磁特性的工具,同时与基于有限元全波分析方法的高频电磁软件(HFSS)构建的模型进行正确性的验证.【期刊名称】《通信技术》【年(卷),期】2019(052)004【总页数】5页(P991-995)【关键词】滤波天线;小型化;高选择性;时域有限差分法;微带线【作者】井甜甜;赵建平;张月;杨君;徐娟【作者单位】曲阜师范大学,山东曲阜 273165;曲阜师范大学,山东曲阜 273165;曲阜师范大学,山东曲阜 273165;曲阜师范大学,山东曲阜 273165;曲阜师范大学,山东曲阜 273165【正文语种】中文【中图分类】TN920 引言近年来，无线通信系统发生了翻天覆地的变化，各式各样的新技术不断涌现。
无线通信设备朝轻便化、高性能等方向发展。
天线是射频前端的关键部件，是电磁波的出入口，天线的性能很大程度上影响了整个通信系统的性能[1]。
目前传统的单一功能的天线已经不能满足日益复杂和多样化的需求。
为了适应现代通信设备的发展，滤波天线逐渐得到了人们的重视[2]。
性能良好的滤波器可以滤除不需要的信号，伴随高频结构仿真（High Frequency Structure Simulator，HFSS）电磁仿真软件和时域有限差分法（FDTD，Finite Difference Time Domain）数值分析方法的广泛应用，滤波器的设计变得越来越便捷，发展尤为迅速。
微波功率放大器DGS滤波电路研究
微波功率放大器DGS滤波电路研究柴豆豆;吴剑威;王怡影;倪春【摘要】在功率放大器设计中,可采用谐波抑制电路抑制功率放大器的谐波分量,以提高功率放大器的输出功率和功率附加效率.DGS是在平面微波传输线接地金属板上通过刻蚀周期或非周期的形状,以改变电路衬底材料的有效介电常数,实现改变微带线的分布电感和分布电容的效果的结构.DGS单元具有很好的带隙特性和慢波效应.本文对DGS的应用进行深入的研究,并设计完成一款基于DGS的微带低通滤波器.仿真结果表明该种结构可以有效的改善通带内射频传输特性的平坦度.【期刊名称】《合肥师范学院学报》【年(卷),期】2015(033)006【总页数】4页(P29-32)【关键词】缺陷地结构(DGS);慢波;低通滤波器【作者】柴豆豆;吴剑威;王怡影;倪春【作者单位】合肥师范学院电子信息工程学院,安徽合肥230601;合肥师范学院电子信息工程学院,安徽合肥230601;合肥师范学院电子信息工程学院,安徽合肥230601;合肥师范学院电子信息工程学院,安徽合肥230601【正文语种】中文【中图分类】G61在现代通信、雷达、导航、电子对抗等系统中，微波功率放大器的应用越来越广泛。
然而，工作在大信号状态下的晶体管是非线性电子器件，会产生大量的高次谐波分量，不仅降低了功率放大器的工作效率，而且对基波信号也会产出很大的损耗。
目前，提高基波输出功率和放大器功率效率方面最有效的方法就是对高次谐波进行抑制。
在高次谐波抑制研究方面，研究学者对微带DGS结构尤为青睐，这是因为微带DGS结构具有良好的慢波和带阻特性，尤其是对通带以及带外寄生频带的抑制，使其成为微波功率放大器电路设计中的研究热点。
韩国学者J.I.Park等人在研究了光子带隙结构(PBG——photonic band gap)[1]的基础上提出了缺陷地结构(DGS——defected ground structure)[2-3]。
这种电路结构是通过在微带接地金属板上刻蚀周期或者非周期的形状，从而影响接地板上传导电流的分布，进而改变传输线的特性。
基于DGS微带低通滤波器的改进设计
基于DGS微带低通滤波器的改进设计摘要按照传统方法设计了一个截止频率为3 GHz，通带波纹不大于0．5 dB。
利用缺陷地单元(DGS)的带阻特性对传统设计方法进行了改进，改进后的滤波器完全满足设计要求，并使滤波器尺寸大幅减小。
关键词低通滤波器；DGS单元；微带线滤波器是通信系统中重要器件之一，在信号收发装置中可滤除寄生干扰，实现信道选择，可选择性地让具有某些频率的信号通过，抑制不需要的率信号，保证通信的准确无干扰，对通信系统的整体性能起着重要作用。
目前移动通信和无线通信系统都趋向设备小型化、低能耗、低成本方向发展。
随着微电子工艺的发展，通信系统中许多部件可以集成在一起，惟有滤波器和天线要使用外接独立元件，滤波器的小型化和集成化显得尤为迫切。
文中通过分析半圆形缺陷地单元的带阻特性，提出了一种新的改进方案，用两个半圆形缺陷地单元代替滤波电路中的电感，使滤波电路中节省了两个单位单元，使滤波器电路结构紧凑。
与传统方法相比，在保证性能的情况下，外形尺寸减小了40％，更能适应微波器件小型化的趋势。
1 低通滤波器的设计微带线重量轻、体积小、结构简单、便于集成，广泛应用于各种通信电路中。
文中使用微带线设计了一个截至频率为3 GHz的低通滤波器，通带内波纹为0．5 dB，带外6 GHz处的衰减≥20 dB。
文中选用5阶0．5 dB等波纹的契比雪夫滤波电路，采用的首个元件为并联电容滤波电路。
通过查契比雪夫滤波器电路的参数表可以确定g1=1．703 8，g2=1．229 6，g3=2．504 8，g4=1．229 6，g5=1．703 8。
用并联终端开路、长度为λ0／8的传输线替代电容；用终端短路、长度为λ0／8的微带线代替电感；采用归一化频率，通过式可得传输线的阻抗分别为Z1=Z5=0．586 2 Ω，Z2=Z4=1．229 6 Ω，Z1=0．393 6 Ω。
采用Kuroda规则进行电路变换，将串联的两段终端短路的传输线变换为终端开路的传输线，再插入单位单元将传输线两两分开。
一种基于DGS的分形微带天线的设计
一种基于DGS的分形微带天线的设计
苏雪娟;吴先良;李运志
【期刊名称】《安徽大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2009(033)004
【摘要】将地面缺陷结构(DGS)引入微带天线的设计中,原本分形微带天线在5～20 GHz频带范围内有4个谐振频率点.由于DGS缺陷结构可以有效抑制天线的高次模,该新型结构在5～20 GHz频带范围内得到了两个谐振频率点,并使得天线的增益在引入DGS结构后提高了大约2 dB.
【总页数】3页(P45-47)
【作者】苏雪娟;吴先良;李运志
【作者单位】安徽大学,计算智能与信号处理教育部重点实验室,安徽,合肥,230039;安徽大学,计算智能与信号处理教育部重点实验室,安徽,合肥,230039;安徽大学,电子科学与技术学院,安徽,合肥,230039;安徽大学,计算智能与信号处理教育部重点实验室,安徽,合肥,230039
【正文语种】中文
【中图分类】O441
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1.基于BP神经网络的分形DGS微带天线设计 [J], 孙荣辉;高卫东;李乐;沈旭
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一种基于DGS的宽带双极化三角元微带天线
一种基于DGS的宽带双极化三角元微带天线
宋海;华光;洪伟
【期刊名称】《微波学报》
【年(卷),期】2005(21)4
【摘要】本文设计并研制了一种含缺陷地板结构(DGS)的宽带双极化等边三角形微带天线单元。
通过在贴片天线地板上刻蚀圆孔实现DGS结构。
天线工作在2.4GHz频率上,VSWR≤2的带宽为7.2%,绝对带宽173MHz,比不带DGS结构的同类天线带宽增加60MHz。
【总页数】4页(P27-30)
【关键词】微带天线;带缺陷地板结构(DGS);双极化;等边三角形;宽带;地板结
构;2.4GHz;天线带宽;天线单元;贴片天线
【作者】宋海;华光;洪伟
【作者单位】东南大学无线电工程系毫米波国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TN822.4;G633.63
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（ 放 军 电子 工 程 学 院 ， 徽 合 肥 ２ ０ ３ ） 解 安 ３ ０ ７ 摘 要 ： 助 时域 有 限 差 分 法 （ ＤＴ 并 结 合 完全 匹 配层 （ ＭＩ 对 多种 类 型 的缺 陷地 结 构 （ Ｇ ） 带 借 Ｆ Ｄ） Ｐ ） Ｄ Ｓ微
线进 行 了电磁 仿 真 ， 分析 了其 带 阻特 性 和 慢 波特 性 ， 以 哑 铃 型 ＤＧ 并 Ｓ微 带 线 为 例 ， 析 了 Ｄ 分 ＧＳ结 构 参 数 改
中 图 分 类 号 ： Ｓ ；Ｔ ５ ＴＮ ｌ Ｎ９ ７ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ ２２ ３ （０ ８ ０ —３ ｌＯ １７ —３ ７ ２ ０ ） ５０ ９ ＿５
Ａｎ ｌｓｓｏ ｈｅＣｈａ ａ ｔｒｓｉｓ０ ａｙ ｉ ｎ ｔ ｒ ｃｅ ｉｔｃ ｆＤＧＳ Ｍ ｉｒ ｓｒｐ Ｂａ ｅ ｎ ＦＤＴＤ ｃ ｏ ｔｉ ｓ ｄ ｏ
的传 播 。 目前 最好 的吸 收 边 界 条 件 是 完 全 匹配 层
（ ＭＬ ， 边界 条 件属 于媒 质 吸收 型 吸 收边 界 ， Ｐ ）此 由
在接地 板 上 刻 蚀 缺 陷 的 图 形 ， 乱 接 地 板 上 传 导 扰 电流 的分 布 ， 而 在 较 宽 频 段 内抑 制 电磁 波 的 传 从
第 ５期
２０ ０ ８年 １ ０月
雷 达 科 学 与 技 术
Ｒ ａｄａ ｒ Ｓｃ ｉ ｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔ ｅｃｈｎｏｆ ｙ ｏｇ
Ｖ ｏ ． ＮＯ． １６ ５
Ｏｃ ｏＦ ＤＴＤ 的 ＤＧＳ微 带 线 特 性 分 析
杜 道鹏 ，高卫 东 ， 李 乐
变 对 微 带 线 带 阻特 性 的影 响 。仿 真 结 果 与相 关 文 献 及 ＨＦ Ｓ软 件 仿 真 结 果 吻 合 良好 ， 而 验 证 了该 分 析 方 Ｓ 从 法的有效性和计算的准确性 。
关 键 词 ： 陷地 结构 ；微 带 线 ；时域 有 限 差 分 法 ；带 阻 特 性 ； 波 特 性 缺 慢
的一个有 效工具 ， Ｙｅ 在 １ ６ 由 ｅ ９ ６年首次提 出＿ 。它 ５ ］ 直 接建立 在 麦 克 斯 韦 方 程 的基 础 上 ， 由此 得 到 中
心差 分方 程 ， 过选 取 适 当 的空 间 和 时 间步 长 ， 通 加
上一 定 的边界 吸 收条 件 来 模 拟 电磁 场 在无 限空 间
ｂ ｎｄ；ｓｏｗ— ａ ｅ ａ ｌ ｗ ｖ
时域 有 限差分 法 （ Ｄ Ｄ 作 为研 究 电磁 场 问题 ＦＴ ）
１ 引 言
缺 陷地结 构 （ ＤＧＳ 由 Ｋｉ 等 人 在研 究 光子 带 ） ｍ 隙 （ Ｂ 在 微波 频段 又称 电磁带 隙 （ Ｂ ） Ｐ Ｇ， Ｅ Ｇ） 的基础 上提 出以来ｌ ， ＿ 以其 独特 的性 能逐 渐成 为微 波 毫米 １ ］ 波 电路设 计领 域 中的一 个 研究 热 点 。ＤＧＳ是 通 过
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Ｋｅ ｒ ｓ ｄ ｆ ｃ ｅ ｒ ｕ ｄ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ＤＧＳ ｙ ｗｏ ｄ ： ｅ ｅ ｔ ｄ ｇ ｏ ｎ ｔ ｕ ｔ ｒ （ ）；ｍｉ ｒ ｓ ｒ ｃｏ ｔｉ ｐ；ｆ ｉ — ｉ ｅ ｅ ｃ ｉ — ｏ ｉ ＦＤＴＤ） ｔ ｐ ｉ ｔ ｄ ｆ ｒ ｎ ｅ ｔｍｅ ｄ ｍａｎ（ ｎ ｅ ｆ ；ｓ ｏ —
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