频率可调带通-带阻可切换滤波器的设计

该文设计了一种频率可调带通与带阻可切换微带滤波器,在距λ/2(λ为波长)谐振器开路端约1/4处加载变容二极管实现中心频率可调,利用PIN二极管实现带通与带阻两种状态的可切换。通过对耦合系数与外部品质因数(Q)值的分析,选取合适的参数可实现滤波器绝对带宽在调谐范围内保持恒定。带通状态时,由于源与负载间的耦合及谐振器间的混合电磁耦合,在滤波器的通带两侧各产生1个传输零点,提高了滤波器的选择性与阻带抑制。选用介电常数2.2的F4BM介质基板制作实物并用矢量网络分析仪进行测量。测量结果表明,当PIN管加正偏压,变容二极管加反偏压时,实现了中心频率可调的带阻滤波器;当PIN管不加偏压,变容二极管加反偏压时,实现了中心频率可调的带通滤波器。滤波器的中心频率调谐范围为3.45～3.90 GHz,调谐范围内绝对带宽保持恒定。该滤波器尺寸为44.4 mm×16.1 mm(0.59λ_g×0.21λ_g)(λ_g为调谐范围中心频率对应波长),符合小型化要求。     

基于四模谐振器的新型双通带滤波器设计

提出了一种新型的四模谐振器,并在此基础上设计了一款双通带滤波器。利用奇偶模分析法进行理论分析,采用共面波导异面馈电方式,使四模谐振器中的每两个谐振频率耦合,分别形成滤波器的低通带与高通带。通过射频仿真软件HFSS 研究滤波器主要结构参数对性能的影响并进行优化,对滤波器进行加工制作及测试。测试结果表明双通带滤波器的中心频率分别为2 GHz 和5.4 GHz, 3 dB 相对带宽分别为11.9%和17%,电路尺寸为0.11λg ×0.1λg。所设计的双通带滤波器具有结构新颖、通带宽、尺寸小的特点。     

柔性人工表面等离激元传输线的小型化设计

为了实现高集成度通信系统中高频信号的可靠传输,提出了一种小型化叉指H形人工表面等离激元传输线结构. 采用共面双导体形式,并在金属矩形凹槽处添加叉指结构,实现色散特性调控和尺寸缩减. 同时给出单元结构的等效电路模型,验证了小型化结构的设计原理,分析了力学形变时传输线的性能. 仿真与测试结果表明,与常规的人工表面等离激元相比,叉指H形人工表面等离激元传输线可在保持相同带宽（3～15.25 GHz）的同时,线宽减少79.5%,尺寸仅为2.28λ_g×0.098λ_g（λ_g为中心频率对应的波长）. 在平坦和变形时加工实物的带宽保持在3～12.90 GHz,与仿真结果较吻合. 设计的结构具有高频、小型化和柔性超薄等特点,在超小型高速通信系统中具有潜在的应用前景.     

小型化SIR同轴腔体双通带滤波器研究

基于频率变换技术的双通带滤波器综合理论,应用阶跃阻抗谐振器(SIR)的基本原理,在双通带滤波器设计中引入λg/4型SIR同轴腔体谐振单元,设计了一种交叉耦合型拓扑结构的小型化同轴腔体双通带滤波器,相比于实际长度λg/4的传统滤波器,尺寸压缩了约50%。仿真结果显示,两个通带内回波损耗均大于20 dB,插入损耗小于0.1 dB,通带之间的阻带衰减特性良好。该滤波器的两个传输零点提高了阻带抑制度,满足了通信系统对滤波器小型化、低插损、高选择性的要求,能够广泛应用于双频带通信系统。     

共面波导馈电的小型化双通带滤波器

提出了一种采用共面波导馈电的小型多模双通带平面滤波器,该滤波器采用内部嵌套的多模谐振器缩小了电路尺寸,利用奇偶模分析方法和弱耦合激励的方式分析了该多模谐振器的谐振特性,并依此推导出其谐振频率与物理尺寸的相互关系。为了满足滤波器的馈电,端口耦合并实现小型化,引入了异面共面波导馈电结构。文中给出了四个谐振模式的分析以及两个通带中心频率和带宽的控制机理,实现了滤波电路的频率和带宽的独立控制。最终实现了中心频率为2.39GHz 和4.34GHz,相对带宽分别为8.8%和13.4%的双通带平面滤波器。该滤波器中心频率和带宽独立设计可控,而且谐振器尺寸大小仅为0.09λg ×0.09λg 。本文所设计的滤波器结构简单、尺寸小,通带间隔离度较高、易加工制作,具有较高实用价值。     

一种适用于波束扫描的宽带低剖面介质谐振器天线

近年来,为解决传统介质谐振器天线（dielectric resonator antenna, DRA）体积庞大等问题,新颖的低剖面DRA如介质贴片天线和平面介质天线被提出并迅速成为研究热点. 然而,现有的低剖面DRA设计要么平面尺寸较大（>0.5λ₀×0.5λ₀）,要么带宽较窄（<10%）,限制了它们的实际应用. 文中提出了一种具有小型化平面尺寸的宽带低剖面DRA. 本天线采用介质贴片设计,顶部为高介电常数的介质贴片,中间为低介电常数的介质基板,底部为缝隙馈电结构. 缝隙馈电结构可激励起介质贴片谐振器的基模TE₁₁₁和高次模TE₁₃₁两种工作模式,这两种模式的场分布在贴片边缘部分存在基模场强较弱而高次模场强较强的显著区别. 本设计巧妙地利用了该区域的模式场强区别,通过略微增加贴片边缘部分高度来显著影响高次模谐振频率而轻微影响基模谐振频率,从而将高次模TE₁₃₁的谐振频率迅速下拉并与基模TE₁₁₁的谐振频率靠近合并,在不增大介质贴片平面尺寸的前提条件下获得宽带工作效果. 本天线的三维尺寸为0.35λ₀×0.35λ₀×0.08λ₀ (λ₀为中心频率处的空气中波长),线极化实物案例测试结果表明该天线具有18.5%的?10 dB阻抗带宽以及7.3 dBi的最大增益. 该天线平面尺寸小,适用于具有波束扫描功能的阵列天线设计;且提出的设计理念还可进一步拓展应用于圆极化天线设计.     

基于CMOS的新型人工表面等离激元滤波器设计

本文基于0.18μm CMOS工艺提出了一种新型微波人工表面等离激元(Spoof Surface Plasmon Polariton,SSPP)耦合式滤波器结构并进行加工和测量，同时设计了一种太赫兹SSPP四边形滤波器并进行了全波仿真.新型微波SSPP耦合式滤波器通带为11～12.3 GHz(S₁₁<-10 d B,S₂₁>-3.5 d B)，结构紧凑，电尺寸仅为0.018 4λ_g×0.008 4λ_g，远小于其他基于集成电路工艺设计的无源滤波器.通过优化与调整，可以将新型微波SSPP耦合式滤波器的性能进一步优化到要求范围内.太赫兹SSPP四边形滤波器通带为210.8～241.3 GHz(S₁₁<-10 d B,S₂₁>-4.7 d B)，带内插入损耗仅为2.7 d B，带外抑制良好.两种SSPP滤波器均采用非接触式电磁耦合的新型能量传递方式，结构设计新颖，并且微波段SSPP耦合式滤波器小型化优势明显，电尺寸仅为0.019λ_...     

应用于WLAN的加载对称H型枝节的双通带滤波器

提出了一种新型的可直接应用于无线通信WLAN 的双通带微带滤波器。该滤波器通过在开环阶梯阻抗谐振器(SIR)上加载对称H 型枝节的方式,实现其良好的双通带特性。对滤波器结构进行加工与实测,实测结果与仿真结果吻合良好。实测结果表明,该滤波器两个通带的中心频率分别位于2.4GHz 和5.2GHz,满足WLAN(IEEE-802.11a/b/g)的应用需求。最后加工得到的滤波器尺寸为33.06mm×13.23mm,相对尺寸为0.26λg×0.10λg,具有小型化的特点。     

基于多节SIRs的新型四通带滤波器设计

提出了一种基于多节1/2波长SIRs的具有通带可控的紧凑型四通带滤波器。该滤波器由上下两个谐振器A和B组成,谐振器A由两节1/2波长SIRs中心加载一段短路枝节组成,控制第二和第三通带;谐振器B由三节1/2波长SIRs中心加载一段短路枝节组成,控制第一和第四通带,最终得到了尺寸为8.09 mm×14.12 mm(0.10λ_g×0.17λ_g)的四频带通滤波器。实验结果表明,该滤波器的通带可控并且满足低损耗的要求,4个通带的中心频率分别为2.22/3.66/5.63/7.52 GHz,插入损耗分别为0.32/0.41/1.38/0.43 dB,每个通带的回波损耗都优于20 dB,实验结果与理论分析一致。     

陶瓷介质L波段滤波器设计

介质滤波器是射频及微波通信领域必不可少的元件之一.陶瓷由于其介电常数高、温度稳定性好以及功率高的特性,成为介质滤波器中最常用的一种介质.因此重点研究陶瓷介质滤波器的设计.根据滤波器要求的中心频率确定陶瓷块的尺寸,通过HFSS软件进行仿真.为了使仿真的结果更能符合实际情况,边界条件根据实际介质设置,并不使用理想边界条件.通过仿真结果可以看出,设计的陶瓷介质滤波器基本符合设计要求.     

A UWB Bandpass Filter With Two Transmission Zeros Using a Single Stub With CMRC

A compact bandpass filter is proposed for lower-band ultra-wideband applications. It entails the design concept of a stub-tapped half-wavelength line resonator which provides three transmission poles in the passband and two transmission zeros at the high and low rejection bands. The two stubs are replaced by a single dual-band stub and the parallel coupled-line structures are meandered, leading to a compact size of 0.26lambda_g by 0.32lambda _g     

基于奇偶模分析法的四模谐振器结构的双通带带通滤波器设计

提出了一款基于四模谐振器的新型双通带带通滤波器.设计的四模谐振器基于微带线结构,由四个开路枝节和一个短路枝节组成.两次采用奇偶模分析法对该四模谐振器结构进行分析.该四模谐振器的每个模式能够实现独立调节,同时每两个模式形成一个通带.采用源与负载耦合的馈电方式,提高滤波器的带外抑制性.该滤波器具有四个传输零点和四个传输极点.测试结果表明,该双模双通带滤波器工作于2.08GHz和6.07GHz,3dB带宽分别为11.06%和7.74%.设计的滤波器具有紧凑的结构,只有0.28λ_g×0.11λ_g大小.     

具有小型化与高选择性的双频带通滤波器的设计

为了满足C波段卫星通信系统的应用需求,提出了一种具有小型化与高选择性的双频带通基片集成波导滤波器. 滤波器第一通带由蚀刻在四分之一模基片集成波导腔顶层的L型谐振槽提供,第二通带由新型左右手结构提供. 其中L型谐振槽可以充当四分之一波长谐振器,激励腔内基本模式产生低频处的响应;新型左右手结构较传统结构增大了叉指电容值,降低了谐振频率. 通过仿真优化和测试,双频带通滤波器的中心频率为3.9 GHz和6.2 GHz,相对带宽为3.3%和2.1%,通带之间的衰减优于70 dB,且在通带外存在三个传输零点,具有良好的频率选择性. 表明了所提滤波器具有体积小、选择性高的特性,非常适合集成于卫星通信前端系统中.     

Miniaturised microstrip bandpass filter using octagonal hairpin resonators with side-coupled technique

A miniaturised elliptic-function-response bandpass filter using octagonal double-hairpin-shape resonators with side-coupled stubs has been designed and fabricated. Measured results are in good agreement with the electromagnetic simulation results and verify that the central frequency and the passband range of the proposed filter are 968 and 950?990 MHz, respectively. Also, its electric coupling characteristics and field distributions are investigated. The circuit size of the proposed filter occupies only 22.6 X 14.3 mm (=0.13λ_g) X 0.085λ_g).     

Dual-band bandpass filter based on mixed electric and magnetic coupling of the hybrid quasi-lumped resonator

A novel compact dual-band bandpass filter based on mixed coupling of the hybrid quasi-lumped resonator is proposed. The filter is composed of two independent signal paths, each can generate one passband with two identical hybrid quasi-lumped resonators. The proposal combines the mixed electric and magnetic coupling technology with this novel resonator in the filter design. Analysis of the filter has been done with the equivalent circuit method. To validate the approach, a dual-band bandpass filter operating at 2.4/5.2 GHz has been fabricated. Both passbands were realised with mixed coupling. An additional transmission zero is generated at either passband. Final fabricated filter has good band skirt, low insertion loss and good out-of-band performance. Reasonable agreement is found between the calculated, simulated and measured results. The implementation area is 0.21λ_g × 0.12λ_g.     

X 波段微带交叉耦合带通滤波器的设计

耦合谐振电路在微波滤波器的设计,尤其是在窄带滤波器的过程中起着非常重要的作用。本文采用 基于耦合系数和外部品质因数的耦合谐振电路滤波器的方法设计了X 波段的开环交叉耦合微带带通滤波器。由于 引入非相邻谐振器之间的交叉耦合,在滤波器的输入端口和输出端口之间有多个通路,这种多径结构能在有限频率 处产生多个传输零点,而且通过调整传输零点的位置,可以调整滤波器选择性和带内群时延性能。设计的滤波器在 介电常数为2. 2、厚度为0. 254mm 的RO5880 介质板上加工,测试结果显示,该滤波器具有结构简单紧凑、损耗低、选 择性高、带外抑制极佳的特点,具有较好的工程应用价值。     

Dual-band bandpass filters using equal-length coupled-serial-shunted lines and Z-transform technique

A synthesizing method is presented to design and implement digital dual-band filters in the microwave frequency range. A dual-band filter consists of a bandstop filter and a wide-band bandpass filter in a cascade connection, wherein the transfer functions of both the bandpass filter and bandstop filter are expressed in the Z domain. The bandstop filter is implemented by using a coupled-serial-shunted line structure, while the wide-band bandpass filter is constructed by using a serial-shunted line configuration. In particular, the bandwidth of each passband of the dual-band filter is controllable by adjusting the characteristics of both the bandpass filter and bandstop filter. By neglecting the dispersion effect between microstrip lines of different widths over a wide bandwidth, a dual-band filter is realized in the form of microstrip lines and its frequency responses are measured to validate this method.     

双/三模基片集成波导和共面波导混合结构滤波器设计

针对微波带通滤波器小型化、高性能的应用需求,提出使用双/三模方形基片集成波导和共面波导混合结构设计带通滤波器.通过改变双模基片集成波导中TE₁₀₂和TE₂₀₁的谐振频率和外部耦合的强弱,可实现具有近似椭圆、非对称和无传输零点响应的双模滤波器;两个相同尺寸的共面波导作为谐振器蚀刻在基片集成波导表面,与TE₁₀₂和TE₂₀₁共同形成一个通带,设计具有多样性响应的四阶滤波器.在具有非对称响应四阶滤波器的基础上,使主模TE₁₀₁频率移动到该通带附近,设计更宽带宽的五阶滤波器.并对设计的滤波器进行加工和测试.测试结果与仿真结果吻合,表明了该混合结构设计高性能滤波器方法的可行性.     

Design of dielectric-filled cavity filters with ultrawide stopband Characteristics

A methodology is presented for the design of small cavity filters, relying entirely on the use of commercial general-purpose design software. Pertinent filter structures comprise resonated segments of ridge waveguide with evanescent-mode inter-resonator coupling sections, supplemented by impedance-transforming port networks. The ridge and evanescent-mode waveguide segments combine to form a metal-clad dielectric core made of either a single dielectric or a composite material. A parameterized equivalent-circuit model is used to describe each segment based on numerical three-dimensional electromagnetic field analyses. For a bandpass filter, the technique yields low passband insertion loss, an ultrawide upper stopband region, and excellent power handling. The approach provides the option to fabricate structures at low per-unit cost with the help of newly available moldable dielectric materials. The efficacy of the technique is demonstrated with an experimental 1-1.45-GHz bandpass filter.