基于Serenade软件的微带线带通滤波器的优化设计

应用Ansoft公司的Serenade 8.71微波仿真软件,设计和优化了一种中心频率为1GHz的微带线平行耦合带通滤波器。结果表明,利用该软件设计出的滤波器完全符合设计要求,而且方便、快速,适用于工程设计。     

First experimental demonstration of a photonic band gap channel-drop filter at 240 GHz

We have designed, fabricated, and tested a novel photonic band gap (PBG) channel-drop filter (CDF) operating at around 240 GHz. A PBG CDF is a device that allows the channeling of selected frequencies from continuous spectra into separate waveguides through select defects in a PBG structure. It is compact and configurable, and thus, it can be employed for millimeter-wave spectrometry with applications in communications, radio astronomy, and radar receivers for remote sensing and nonproliferation. In this paper we present the design, modeling, and fabrication methods used to produce a silicon-based PBG CDF, and demonstrate its ability to filter the frequency of 240 GHz with a linewidth of approximately 1 GHz and transmission of 25 dB above background.     

基于同轴光子带隙晶体的应变传感器

基于微波网络理论,提出了一种基于变绝缘层的同轴光子带隙晶体应变传感器的设计方法。给出了同轴光子带隙晶体传感器的结构形式,推导了传感器带隙极值频率与晶体电长度之间的关系。根据给定监测频点设计了传感器的几何尺寸及材料参数,计算了传感器的S参数,计算结果与仿真结果相吻合。分析了提高该传感器灵敏度和品质因数的方法,并搭建了实验测试平台。实验结果表明:当应变量由0με提高至10 000με时,极值频率由2.450GHz移至2.432GHz,频移量为18 MHz,灵敏度为1.8kHz/με。得到的实验结果与仿真结果相吻合,验证了本文所提出的基于变绝缘层的同轴光子带隙晶体应变传感器设计方法的可行性和有效性。该传感器可满足不同灵敏度需求下对应变的实时监测。     

太赫兹可调谐滤波器设计

为了实现太赫兹信号的可调谐滤波,设计了一种基于柔性材料的太赫兹可调谐滤波器。通过扭曲特氟龙（Teflon）波导形成环型谐振器,实现了160～200 GHz频段的带阻滤波功能。改变谐振腔长可实现自由频谱范围（FSR）和滤波频点的调谐,实验测试了自由频谱范围在1.9 GHz和2.8 GHz间切换以及相应的滤波特性。研究表明,谐振腔长一定时,改变弯曲半径可实现滤波阻带抑制度的调节,柔性材料太赫兹环型谐振器可用于可调谐滤波,且具有较高的自由度。     

Design of UWB Band-pass Filters with GPS Band Rejection

This paper presents a compact Ultra-Wideband(UWB)band-pass filter using a high-pass filter and a low-pass one,and the resonator with lumped elements.The structure of our proposed band-pass filter is very simple and the Defected Ground Structure(DGS)structure is used to get the low-pass filter characteristics.This proposed band-pass filter can be much smaller than a cascaded type filter.As a result of simulation,the insertion loss is less than 0.3 dB throughout the pass-band of 2.2 GHz～10.6 GHz,while the return loss is more than 18 dB.And it has rejection level of 36 dB at GPS band.     

多带隙联合的声子晶体滤波梁弹性波传播特性

提出了一种包含Bragg散射、整体局域共振和局部局域共振机理的多带隙联合声子晶体滤波梁,通过传递矩阵法与Bloch定理求得无限周期结构各阶带隙为0～170 Hz、180～262.6 Hz、552.3～597 Hz、974～1 563 Hz、1 903～2 667 Hz;并调节结构参数,得出带隙调制规律和带隙机理。同时,与其他3种工况声子晶体梁带隙特征进行对比分析,证明了声子晶体滤波梁在带隙宽度、丰富度以及弹性波衰减率方面均有着相对优势,具备更好的过滤或抑制结构中弹性波的性能。此外,求解近声子晶体滤波梁的振动传递系数,得出在各阶带隙范围内,弹性波的传播存在明显衰减,验证了带隙的存在。最后为探究弹性波在带隙/通带范围内的波动模式,分别提取位于带隙/通带范围梁体位移分布,发现在带隙频率范围内的弹性波沿波动方向快速衰减,表现出带隙特性;通带频率范围内的弹性波无明显变化或衰减,表现出通带特性。     

Designing and studying waveguide filters of terahertz and subterahertz frequency ranges

A unit for filtering terahertz and subterahertz electromagnetic radiation, based on using selective frequency properties of an evanescent waveguide and quasi-optical (optic-waveguide) methods for matching to the environment, are presented. The design of the filtering unit, radiated in a frequency band of 100 GHz to several terahertz, and the measurement results of the amplitude-frequency characteristics of test filters in a range of 100?C700 GHz, are given. The principle of the filter construction and design allows one to obtain a sharp and predicted transmission cutoff with an insignificant attenuation in the passband and a significant suppression of low-frequency radiation in the stop region. The experimentally measured attenuation is at a level of 6?C12 dB in the filter transmission band and at a level of 30?C60 dB out of the transmission band; in this case, the obtained result is determined by noises of the test setup. It is shown that the theoretical attenuation value beyond the passband may reach more than 60 dB, when the frequency is only 10% smaller than the critical one. The designed filter can be used for determining and studying spectra in the subterahertz and terahertz bands, especially in the cases, which call for a sharp spectral cutoff and exclusions of long-wave radiation components.     

片上集成MEMS射频滤波器

研究采用MEMS工艺技术制造可在硅集成电路片上集成的射频滤波器.MEMS工艺技术实现了高性能嵌入式螺管电感和金属-绝缘层-金属电容元件的集成制造.整个微加工制造工艺为低温工艺,可与CMOS集成电路工艺实现后端集成.基于此工艺,设计和实现了应用于5 GHz射频频段的微小化的片上集成滤波器,包括一种低通滤波器和一种带通滤波器.测试结果表明,5阶低通滤波器的 -1.5 dB 转折频率在5.3 GHz频率,从直流到5 GHz频率的插入损耗小于1.06 dB.实现的带通滤波器为两阶谐振耦合式,在中心频段5.3 GHz的最小插入损耗为4.3 dB,通带内的回波损耗大于13 dB.研究结果表明:该微加工技术适用于无源器件和滤波器电路的CMOS后端集成,适合高性能射频片上系统的应用.     

应力变化对多层薄膜窄带滤光片透射光谱的影响

利用薄膜应力公式和弹性力学的小挠度弯曲理论分析了在应力变化情况下,多层薄膜应变与膜厚变化的关系,并建立其数学模型,提出多层薄膜各层厚度变化的不均匀性理论.利用这个模型在应力减小200MPa条件下对138层4腔的100GHz滤光片光谱进行了模拟,与设计值比较发现中心波长增加了0.562nm;0.5dB处的带宽比设计值减小0.124nm;25dB处的带宽比设计值减小0.01nm;谱线矩形化变差;插损也有明显的增加.说明了应力变化引起的光学薄膜厚度变化的不均匀性是引起这种窄带干涉滤光片光谱退化的主要原因之一.实验结果为100GHz的窄带滤光片热处理后中心波长增加0.325nm;0.5dB处带宽减少0.01nm;20dB处带宽增加0.014nm;插损增加,谱线通带变形严重,纹波增大,光谱退化了.实验结果与理论分析一致.     

50 omega characteristic impedance low-pass metal powder filters

We have fabricated several 50 omega characteristic impedance low-pass metal powder filters. The filters are made with bronze or copper metal powder with varying amounts of metal powder in a metal powder/epoxy mixture. Our goal is to make a filter with a characteristic impedance Z = 50 omega at frequencies up to 10 GHz. Using a 78% bronze powder/epoxy mixture in a suitable geometry, we achieved an impedance Z = 54 omega at 4.2 K, with a cutoff frequency fc approximately/= 0.3 GHz and an attenuation A = Vout/Vin=0.0001 (-80 dB) at 10 GHz. We also made several non-50 omega low-pass bronze powder filters with fc = 1 MHz and A = 0.0001 at 10 MHz. Fabrication details and performance data will be presented for both types of filter.     

微带交指滤波器抽头的结构改进

使用耦合谐振电路理论设计微带交指滤波器具有较好的灵活性,然而当衬底厚度和中心频率增加到一定程度时,由传统的50Ω抽头线得到的外部品质因数Qe达不到理论值。为了增大实际设计中的Qe,同时匹配源和负载,本文将传统的抽头结构改进为一段50Ω微带线与一段较细微带线组合的类SIR抽头;此外,为了减小微带线阶跃变化带来的回波损耗,将类SIR抽头改进为一段50Ω微带线与一段较细微带线渐变式过渡的抽头。最终,分别采用类SIR抽头和渐变式抽头设计了一个Ka波段微带交指滤波器。仿真表明:使用类SIR抽头和渐变式抽头得到的Qe都能与理论值相匹配,且带渐变式抽头的滤波器相比于带类SIR抽头的滤波器,其回波损耗减小8.31dB,插入损耗减小0.16dB。从而验证了所提出的两种抽头结构改进的可行性。     

一种TD—SCDMA终端综测仪接收机的预选微带滤波器设计

针对一种TD—SCDMA终端综测仪前端的滤波器设计与实现,本文论述了利用安捷伦公司的ADS软件设计一种改良型微带带通滤波器的方法,通过实例对这种新型的微带滤波器进行了软件优化仿真,并给出了仿真优化结果和实验结果。微带发卡型滤波器结构紧凑并且指标优良,是微波滤波电路中的常见的形式,原理上是由1／4波长平行耦合线滤波器的谐振子折叠而成。     

HOM系列高精度光学膜厚监控系统的研制

叙述了新研制的适用于 DWDM窄带滤光片成膜控制的高精度光学膜厚监控系统。该系统在光谱带宽 0 .1 nm条件下 ,暗噪声小于± 0 .0 0 5 % ,性能优于目前的报道。使用它已成功地实现了 1 0 0 GHz,5 0 GHz DWDM窄带滤光片全自动成膜监腔。由其派生出的HOM系列的其他类型光学膜厚监控系统 ,可适用于不同的优质膜的过程控制     

基于MEMS硅基底的L波段圆极化微带天线的研究与设计

对所设计的以硅为基底,中心频率在1.9GHz的圆极化微带天线进行了介绍.由于硅的介电常数较高,导致天线效率很低,在高频率段容易产生表面波,所以采用挖空气腔来降低相对介电常数.设计出的微带天线尺寸为55 mm×55 mm,尺寸较大,因而采用了加载和曲流技术来减小天线的尺寸.在此基础上设计出2×2天线阵列,并用HFSS进行仿真,方向图和增益均达到要求.     

用于微机电系统的微型带阻滤波器

为了实现微机电系统微波信号滤波,开发了适用于微机电系统的小尺寸左右手复合传输线微波带阻滤波器,对该滤波器的原理、结构特点、加工工艺等进行了研究。根据左手材料理论,介绍了具有蛇形槽单元的滤波器结构。以蛇形槽结构的一个单元为例,对比传统插指电容左手单元结构,提取了蛇形槽的等效电路,并分析了蛇形槽结构单元的优点,即在相同的面积内,可以获得更大的等效电路参数。最后,结合溅射、光刻、电铸、刻蚀等MEMS技术,设计了器件的加工工艺。使用MEMS工艺,加工了主体尺寸5 mm×7 mm的器件。相移常数的仿真和实验结果表明,在高频带部分(2.1~5.2 GHz)的相移常数为负(左手区),相速度与群速度方向相反,左手区的相对带宽为82.7%。结果显示,与其他设计相比,本文设计的器件尺寸小,左手区的相对带宽大,可以提供更大的工作频带范围     

基于双微环结构的MZI型波长交错滤波器

为了改善全光纤马赫-曾德尔干涉仪(Mach-Zehnder interferometer,MZI)的传输特性,提出了一种基于双微环辅助型的MZI交叉复用器。根据其结构,利用信号流图推导出了该器件的输出表达式,并进行了数值模拟分析,得到了传输过程中的最佳结构参数。此外,还分析了耦合器耦合系数及传输损耗对该器件的影响。结果表明,改进后的MZI交叉复用器输出谱线更加接近方波,其25 dB截止带带宽和0.5 dB通透带带宽明显改善,其值分别为41.2 GHz和18.9 GHz。器件具有一定的抗偏差能力且传输损耗对滤波器消光特性的影响较小。     

Experimental characterization of a 6.7 GHz coaxial Bragg reflector

A coaxial line periodically loaded by circular disks on the inner conductor is designed and constructed to act as Bragg reflector in the 4.0-9.5 GHz frequency range. This is achieved by placing 10 disks (0.35 cm thick and 6.22 cm in diameter) equally spaced by the periodic distance of 1.8 cm on a coaxial waveguide with inner and outer diameters of 6.90 and 4.22 cm. Experiments on a periodic structure made from stainless steel demonstrate a band gap of 5.6 GHz centered at the 6.7 GHz design frequency in close agreement with 3D microwave computer simulations.     

双T网络带阻滤波器传输特性研究与仿真

双T网络带阻滤波器在无线电设备中应用广泛,其对信号的选择作用可以通过传输特性分析给出。用数学法分析双T网络滤波器的传输特性繁琐且不容易理解,由于Multisim 10.0仿真软件搭建仿真电路容易、仪器种类多且使用方便、仿真结果测量和仿真波形观察易于实现,使得双T网络带阻滤波器的传输特性分析简单、便于理解,对该滤波器的使用帮助很大。     

基于DM642的无线数字视频图像采集发射机设计

本文介绍了以DM642和nNRF24L01为核心器件,对无线数字视频图像采集发射机的设计;介绍了DM642和nRF24L01芯片的性能。该设计将模拟摄像头采集的图像数据经过滤波、模数转换、放大等处理,调制到2.4GHz的载波上,由无线收发模块发射出去。选择通用的nRF24L01芯片,工作在2.4GHz频段,lMb/s的传输速率,采用其方便主控芯片编程的ShockBurstTM工作方式。     

GIS局部放电检测的微带贴片天线研究

本文结合实际气体绝缘组合电器（GIS）结构、运行特点，设计了用于GIS局部放电检测的外置超高频微带贴片天线（MPA）传感器，该传感器安装在GIS盆式绝缘子处，接收盆式绝缘子处泄漏的电磁波，并对周围空间电磁干扰抑制；在选择天线基板的材料、厚度、形状，以及附加阻抗匹配网络等方面进行了频带展宽。计算和实测表明，天线的有效工作频带展宽为340～440MHz，中心频率为390MHz，相对带宽25．6％，达到宽频带天线范围，并且最大辐射和接收方向上的增益达到了5．38。实验室GIS模拟装置测量表明该天线传感器性能良好，具有较高灵敏度，可用于GIS局部放电在线监测。