基于DGS 结构的微带岔线型带通滤波器设计

本文介绍了一种基于缺陷地结构(DGS)的微带岔线型宽带带通滤波器的设计过程。此滤波器以四分之一波长的开路枝节型带通滤波器为原型进行设计和改进,引入了微带岔线和DGS 结构,在增加通带带宽和阻带带宽的同时,使滤波器的带外谐波抑制和带内回波损耗得到了很大的改善。采用HFSS 三维场仿真软件进行S 参数的仿真,从仿真结果可 以看出,所设计的带通滤波器中心频率为11.5GHz,其3dB 相对带宽大于50%,带内插损小于0.3dB。此外,在1-6GHz的第一阻带内,滤波器的带外抑制大于20dB,最大抑制度为52dB;在15-24GHz 的第二阻带内滤波器的带外抑制大于20dB,最大抑制度为46dB。整个滤波器尺寸仅为12mm × 16mm。     

一种基于石英玻璃衬底的MEMS阶跃交指滤波器

提出了一种基于石英玻璃衬底的MEMS 5阶交指滤波器。利用三维全波电磁仿真软件CST,对设计的5阶交指滤波器进行结构优化和数值仿真。结果表明,该滤波器的中心频率为4.08 GHz,带内插损小于1.5 dB,带宽为1.21 GHz,大于基于硅衬底的7阶交指滤波器的0.8 GHz带宽。该方案减小了交指滤波器的尺寸,增加了带通滤波带宽,提高了滤波性能。讨论了硅、氮化硅、氮化硼和高硼硅玻璃等衬底材料与低阻抗长度对滤波器性能的影响,理论验证了低功耗、宽频滤波的5阶交指滤波器的性能。结果表明,石英玻璃衬底具有最佳的综合性能。     

114.3~123 GHz六阶带通滤波器设计

基于经典的半波长滤波器理论,设计了一种用于太赫兹通信系统的半波长磁耦合矩形波导带通滤波器。仿真结果表明,该滤波器中心频率为118 GHz,通带为114.3~123 GHz,相对带宽为7.4%;在131.8 GHz处的抑制度大于30 dB,通带插入损耗小于0.8 dB,通带回波损耗大于20 dB。经过实物测试,测试结果与仿真结果基本一致。这种滤波器的结构简单,制作难度低。     

一种基于正方环形谐振器的新型宽带带通滤波器

本文设计了一种紧凑型、宽通带、宽阻带的微带带通滤波器。该滤波器的设计是基于带有两个开路调节支节的正方谐振环。基于紧凑性的考虑,改变了传统方环谐振滤波器的馈电点和开路调节支节的位置,以便对谐振环进行折叠处理。这种改变并不影响谐振环的奇偶模特性。在输入和输出端口,通过两个叉指耦合结构对滤波器进行馈电,这种馈电方式增加了滤波器阻带的带宽和抑制度。滤波器的中心频率为4GHz,相对带宽为45％,通带内的回波损耗小于-12dB,群时延小于0．8ns,1-2．9GHz阻带抑制度大于12dB,5．3～7GHz阻带抑制度大于18dB。     

共面波导结构MEMS滤波器的设计

设计了一种基于共面波导结构的 MEMS 带阻滤波器。利用计算机软件 HFSS 模拟出滤波器的带阻中心频率约为 22 GHz、损耗 19.86 dB、阻带宽度为 5 GHz,而设计大小仅为 1 000 μm×1 100 μm×400 μm。只需改变设计参数,即可获取其它频段的带阻滤波器。该滤波器具有阻带高、插入损耗低、尺寸微小、加工容易等特点。在微尺寸条件下分析了滤波器结构的热应力特性,利用大型有限元软件 ANSYS 模拟表明在–50~+80℃的温度范围内,结构不会产生变形,表明了器件有良好的可靠性。     

基于T 型谐振器的新型可重构滤波器的设计

基于T 型谐振器结构,设计了一款新型小型化可重构滤波器。它可以通过开/ 关射频开关,实现三种滤波器的重新配置。这三种模式分别为带阻滤波器(BSF)、宽阻带带阻滤波器(WB鄄BSF)和双模带通滤波器(DB-BPF)。设计并制造了一款小型可重构滤波器实物(εr =2.65,h =1 mm)。其中,带阻滤波器的阻带中心频率为3.89 GHz,-3 dB相对带宽为90.9% (2.12 - 5.65 GHz);宽带带阻滤波器的阻带中心频率为3.54 GHz,-3 dB 相对带宽为137.85%(1.1～5.98 GHz);双模带通滤波器的两个通带中心频率分别为1.53 GHz 和6.89 GHz,-3 dB 相对带宽分别为17. 6%(1.4～1.67 GHz)和1.16% (6.85～6.93 GHz),两通带之间回波损耗优于15 dB。实物测试结果与仿真结果基本一致。     

基于枝节加载型SIR的可调滤波器

基于枝节加载型阶梯阻抗谐振器(SIR)设计了一种加载变容二极管的微带可调带通滤波器。SIR结构利于抑制高次谐波且可实现滤波器的小型化,提出的模型通过在SIR的中心平面加载2个枝节构成多模谐振器。通过奇偶模方法分析了枝节加载型SIR的谐振特性;通过加载变容二极管实现了对滤波器奇偶模谐振频率的独立控制,利用变容二极管容值的变化实现了滤波器的中心频率可调,中心频率随变容二极管偏置电压的增加而增大。该可调滤波器实现了在0.82~1.17 GHz范围内中心频率可调且插入损耗小于5 dB,回波损耗大于10 dB。     

一种具有边带陡峭特性的超窄带滤波器

应用LTCC技术,设计了一款带通滤波器。采用开口环谐振结构作为基本谐振单元,利用谐振级之间的耦合产生传输零点,实现边带抑制。给出了开口环谐振结构的等效电路分析,滤波器的通带中心频率为23.2 GHz,3-dB带宽为600 MHz,具有很窄的相对带宽,3-dB相对带宽仅为2.6%。对滤波器进行仿真和优化,结果表明,通带22.9~23.5 GHz内插损小于3 dB,低阻带10~21.1 GHz的衰减大于45 dB,高阻带25.3~40 GHz的衰减均大于30 dB。该滤波器的尺寸为4 mm×3.5 mm×0.45 mm,具有非常好的窄带特性和边带抑制特性。     

基于T型枝节加载SIR的双频微带滤波器的设计

针对当前通信系统需要滤波器支持多频段、小型化和高性能等要求,提出了一种基于T型枝节加载SIR的频率独立可控双频微带滤波器结构。针对该谐振器,利用提出的特殊电耦合结构实现滤波器的小型化,并引入零度馈电结构构造传输零点来改善阻带抑制,最终得到覆盖WLAN 2.4 GHz和WLAN 5.2 GHz两个频段且占用尺寸仅为16.5 mm×21.7 mm的双频微带带通滤波器。由仿真结果显示,两个通带的中心频率分别为2.45 GHz和5.2 GHz,带内最小插入损耗分别为0.35 dB和0.47 dB,带内最小回波损耗分别为-44 dB和-34.8 dB,3 dB相对带宽分别为28.9%和11.3%,阻带抑制也因引入三个传输零点而大大改善。该滤波器结构整体尺寸小、插损低、频带宽且带外抑制特性好,具有一定的实际应用价值。     

MEMS毫米波滤波器的设计与制作

开展了一种基于MEMS工艺的毫米波带通滤波器结构设计和工艺实现,该滤波器结构采用高阻硅作为衬底材料的薄膜支撑结构,选用平行耦合滤波器形式,使用HFSS分析软件对该结构进行了模拟仿真。设计了中心频率为35.0GHz、带内损耗为2.2dB、30dB抑制带宽为2.2GHz的MEMS毫米波滤波器。给出了一套能降低毫米波损耗的MEMS毫米波带通滤波器工艺流程方案,并针对该工艺流程方案进行了关键参数的工艺误差仿真,实现了MEMS毫米波滤波器的工艺制作和测试。测试结果表明,获得的毫米波滤波器的测试结果与仿真结果比较接近。