基于1/4步阶阻抗谐振器设计之微小化宽带带通滤波器设计

本文提出了一种微小化宽带带通滤波器。该滤波器由两个四分之一波长的步阶阻抗谐振器混合耦合组成,可以实现中心频率为2.2 GHz,具有1.5～2.9 GHz的通带和64%的带宽。为了验证设计理论,制造并量测滤波器,从量测结果看,通带内插入损耗为S21=-1.5 d B,回波损耗均大于-10 d B,通带群延迟在0.01～0.15内。在频带上边4.2 GHz的地方出现传输零点,提高了滤波器的选择性,整个电路尺寸约为21 mm×5 mm,即0.25λg×0.06λg,λg是2 GHz的波导波长,同时测量结果也显示出与模拟结果的良好一致性。     

小型化微带双模带通滤波器研究

提出了一种非对称开槽贴片结构的双模谐振器,并在此基础上研究设计出了一种结构紧凑的微带双模带通滤波器,这种具有非对称开槽贴片的双模谐振器不仅具有双模谐振的特性,还能够有效减小电路的尺寸,便于实现双模带通滤波器的小型化.利用ADS仿真软件对设计出的双模带通滤波器进行仿真表明,该滤波器具有良好的通带特性,且整体尺寸为0.2λg×0.2λg,有效实现了双模带通滤波器的小型化.     

一种改进结构的LTCC滤波器

提出了一种新的LTCC(低温共烧陶瓷)带通滤波器的结构及其理论依据.在一般LTCC模块内部,通孔做为一种电气连接单元,在信号频率足够高时其引入的电感会使模块性能恶化.参考传统腔体滤波器的结构,将腔体滤波器设计方法与LTCC技术结合在一起,以通孔取代圆杆,提出了一种LTCC滤波器的新结构.并设计出了一种尺寸为2 mm×1.3 mm×0.95 mm的LTCC滤波器,可适用于802.11a无线局域网等应用领域.测试结果表明该滤波器指标满足设计要求.     

高精度Σ-ΔADC中的数字抽取滤波器设计

设计1个应用于高精度sigma-delta模数转换器(Σ-ΔADC)的数字抽取滤波器。数字抽取滤波器采用0.35μm工艺实现,工作电压为5V。该滤波器采用多级结构,由级联梳状滤波器、补偿滤波器和窄带有限冲击响应半带滤波器组成。通过对各级滤波器的结构、阶数以及系数进行优化设计,有效地缩小了电路面积,降低了滤波器的功耗。所设计的数字抽取滤波器通带频率为21.77kHz,通带波纹系数为±0.01dB,阻带增益衰减120dB。研究结果表明:该滤波器对128倍过采样、二阶Σ-Δ调制器的输出码流进行处理,得到的信噪失真比达102.8dB,数字抽取滤波器功耗仅为49mW,面积约为0.6mm×1.9mm,达到了高精度模数转换器的要求。     

超宽带微带带通滤波器的设计

为了设计小型化、低插入损耗、宽阻带的滤波器,本文基于缺陷微带结构(defected microstrip structure,DMS)提出一种新型H形DMS结构微带滤波器,利用DMS结构与1/4波长终端短路谐振器设计制作一种小型超宽带微带带通滤波器,并用ADS(advanced design system)软件对该滤波器进行分析及仿真验证,且对所设计的滤波器进行实物加工测试。测试结果表明,该滤波器的相对带宽达到了116%,阻带在-20dB以下的频段为12~19GHz,其宽度达到了7GHz,与理论分析基本一致。该滤波器尺寸为13.7mm×6.8mm,同时还具有插入损耗小、结构简单紧凑等优点。     

基于共面波导的新型超宽带带通滤波器

设计了一种基于共面波导的新型小型化超宽带带通滤波器,给出了滤波器的设计结构及其等效电路,通过仿真优化得出其特性曲线图,并分析比较了不同结构参数对滤波器特性的影响.结果表明,我们设计的超宽带滤波器可在3.1 GHz~10.3 GHz的通带范围内插入损耗小于0.5 dB,回波损耗大于10 dB.同时,新的滤波器的尺寸为0.36gλ(gλ为中心频率上的导波波长),便于实现系统的小型化.文中结果通过商用电磁仿真软件Ensemble学生版仿真得到.     

片上集成自动可调谐非对称带通滤波器

提出了具有3阶高通、2阶低通的带有自动调谐系统的有源电阻电容非对称带通滤波器结构.带通滤波器的中心频率为4.055 MHz,带宽为2.63 MHz.源阻抗为50Ω时,滤波器带内3阶交调量为18.489 dB.m.滤波器输入参考噪声为47.91×10-6Vrms(均方根电压).滤波器采用基于二进制搜索算法(BSA)的调谐方案,其调谐精度为(-1.65%,2.66%).调谐电路的芯片面积为0.282 mm×0.204 mm,不到主滤波器面积的1/5.调谐系统完成调谐功能后会自动关闭,降低了功耗和对主滤波器的串扰.在1.8 V电源电压下,滤波器消耗电流为1.96 mA.该滤波器已在IBM 0.18μm标准互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺线流片成功.     

多层陶瓷LTCC带通滤波器设计

该文提供了一种基于低温共烧陶瓷(low temperature co_fired ceramic,LTCC)技术多层陶瓷微波带通滤波器的设计方法。首先通过ADS软件建立电路模型,使用4级UIR(uniformity impedance resonator)结构设计电路模型中的谐振结构,实现中心频率为625 MHz、带宽为50 MHz的带通滤波器。再使用Ansoft HFSS软件设计新型耦合结构,加强谐振级之间的耦合,进而降低通带内插入损耗(S21)和通带的波动,加强带外的抑制。最终实现了外形尺寸为5.0mm×5.0mm×1.5mm,插入损耗小于3.5dB,带宽为50MHz,带外70MHz处抑制大于40dB,带内波动小于1.0dB,电压驻波比(VSWR)小于1.5,且3 GHz内没有寄生的通带,中心频率为625 MHz较低频的带通滤波器。     

关于三类五点图的多重完全多部图设计

λKn(g)是一个λ重完全n部图,G为一个不带孤立点的简单图.一个(λKn(g),G)-设计是将λKn(g)划分成边互不相交的子图,使得每一个子图都和G同构.应用GDD、加权和闭包等构造方法讨论G为三类五点图Gi(i=1,2,3)时(λKn(g),G)-设计对于任意λ的存在性问题,得到如下结论:(λKn(g),Gi)-设计(i=1,2,3)存在的充分必要条件是λn(n-1)g2≡0(mod 10),n≥2,ng≥5,其中i=1,2时(n,g,λ)≠(5,1,1).     

一类图的多重多部图设计的存在性

λKn(g)是一个λ重完全n部图,G为一个不带孤立点的简单图.一个(λKn(g),G)-设计是将λKn(g)划分成边互不相交的子图,使得每一个子图都和G同构.对一个五点六边图G的λ重多部图设计的存在性问题进行了研究,证明了(λKn(g),G)-设计存在的充要条件是λn(n-1)g2≡0(mod12),n≥3且ng≥5.     

小型发夹型SIR微带带通滤波器的设计

针对高性能射频滤波器结构复杂、尺寸大的问题,基于阶梯阻抗谐振器设计制作了一个中心频率为2.45GHz的小型发夹型微带带通滤波器。通过把半波长阶梯阻抗谐振器耦合结构折合成U字形,即发夹型结构改善了滤波器性能和缩小了滤波电路尺寸。通过软件仿真和对制作的硬件电路测试的结果表明,设计制作的滤波器在2.42GHz到2.48GHz范围内的插入损耗小于2dB,3dB带宽为130MHz,中心频率的回波损耗达到了30dB,直流到2GHz以及2.8GHz到11GHz频率范围的阻带衰减都大于了30dB。因此,该滤波器有效地抑制了寄生通带,而且结构简单、尺寸也小于26mm×22mm。     

双波长HPLC-荧光法同时测定褪黑素和维生素B6

建立了双波长高效液相色谱-荧光检测器同时检测保健品中褪黑素和维生素B6含量的方法.考察了不同超声时间、清洗次数对保健品中褪黑素和维生素B6溶出量的影响,并对色谱条件进行了优化.采用Inertsil-100A C18色谱柱(4.6 mm×250 mm,5μm),以甲醇-水(65∶35,体积比)为流动相,流速1.0 mL/min,柱温25℃,进样量10μL.采用双波长法,0～4 min,λ_(ex)=332 nm,λ_(em)=397 nm;4 min后,λ_(ex)=286 nm,λ_(em)=352 nm.在优化的样品预处理条件、色谱条件下,维生素B6和褪黑素分别在0.1～100μg/L和1.0～1 000μg/L内线性关系良好(r≥0.998),最低检出限分别为3×10~(-3)μg/L和3×10~(-2)μg/L;定量限分别为1×10~(-2)μg/L和1×10~(-1)μg/L,平均回收率分别为99.07%和97.97%(n=3),相对标准偏差为0.04%～0.98%.本方法检测快速,灵敏,重现性较好,可用于保健品中褪黑素和维生素B6的同时测定以及市售保健品的质量控制.     

基于SIR和UIR的双通带带通滤波器的设计

基于λ/2的阶跃阻抗谐振器(SIR)和均匀阻抗谐振器(UIR)设计了一个结构紧凑的双通带带通滤波器,并给出了滤波器的等效电路模型.调整SIR和UIR的长度和阻抗实现双通带,折叠SIR和UIR使得滤波器的结构更加紧凑.经仿真优化及实物制作,测试结果表明,该滤波器工作在2.4GHz和5.59GHz,插入损耗分别为1.69dB和4.33dB.该滤波器具有以下优点:尺寸小,结构紧凑,易于设计和制作,可广泛应用于射频前端.     

平面电路波导式带通滤波器设计

我们研制了电感条形和哑铃形平面电路波导滤波器。设计按照一般带通滤波器设计程序进行。在设计过程中,将窄电感条等效为 K 倒置阻抗变换器,电感条之间近似为λ_g/2谐振器。对于哑铃形滤波器,先用实验方法得到所需频率的单只哑铃形谐振器,而后再按一般程序设计。采用 BJ-100型波导,膜片厚度为0. 6mm,用线切割工艺试制了二级哑铃形滤波器和二级电感条形滤波器。测试结果为,3db 带宽250MHz,通带最大衰减≤0. 5db,带外衰减≥20db。实验结果和理论计算基本相符,证实一般带通滤波器设计公式完全可以应用到平面电路波导式带通滤波器中去。     

用于全球定位系统终端的小型化四臂螺旋天线

设计一种工作在全球定位系统(GPS)L1频段小型化四臂螺旋天线.该天线由弯折的螺旋臂和双层馈电网络组成,与传统的半波长四臂螺旋天线相比,不仅缩短了螺旋臂的长度,而且有效利用了接地面的尺寸,从而在紧凑的空间内仍能保持较高的顶点增益.天线尺寸为20 mm×20 mm×21 mm(0.10λ_0×0.10λ_0×0.11λ_0,λ_0为中心频率1.575 GHz时对应的波长).实测结果表明,|S_(11)|≤-10dB的阻抗带宽为2.9%(1.555～1.600 GHz),轴比≤3 dB的圆极化带宽为14%(1.386～1.602 GHz),在L1频段中心频率处的顶点增益达到4.15 dBi.因此,可应用于小型化的全球定位终端设备中.     

一种基于C-DGS的紧凑型三通带滤波器

利用矩形微带谐振腔与C型缺陷地共同形成高效耦合的原理,提出了一种基于C型缺陷地(defected ground structure,C-DGS)的紧凑型三通带滤波器。采用HFSS对三通带滤波器进行仿真优化。通过调节介质基板的厚度可以获得不同工作频率的通带,改变C型缺陷槽的尺寸可以调整滤波器的工作特性。在仿真的基础上进行实物加工,滤波器的尺寸为16 mm×12 mm×0.8 mm,测试结果与仿真结果良好吻合。滤波器三个通带中心频率分别为0.1 GHz、6.2 GHz、10.9 GHz;通带内插入损耗分别为-0.5 d B、-0.8 d B、-2.8 d B。     

小型化交叉耦合腔体滤波器设计

用HFSS仿真软件设计了以铜为材料,中心频率为0.945 GHz,带宽为30 MHz的小型化交叉耦合滤波器,带外10MHz处S21有-20 dB的衰减,带内S21大于-0.5 dB,S11<-10 dB的四腔体滤波器。整个滤波器尺寸为90 mm×90 mm×35mm。在腔体数不增加的情况下,达到了较好的带边抑制。同相同滤波器性能相比,体积更小,而且可调试。     

基于高通滤波器的FIR带通滤波器的设计与仿真

详细分析了高通滤波器与带通滤波器的冲击响应函数和幅频响应函数之间的关系,提出了一种新的带通滤波器的设计方法,利用带通滤波器的冲击响应(或幅频响应)等于两个不同截止频率的高通滤波器的冲击响应(或幅频响应)之差设计带通滤波器,并给出了仿真结果。与传统的设计方法相比,该方法设计简单、运算量少、灵活性强,为带通滤波器的设计提供了一种新思路。     

基于新型三阶阶梯阻抗谐振器的超宽带滤波器

文章采用2个新型三阶阶梯阻抗谐振器构建了一种新型超宽带(UWB)带通滤波器。为了增加耦合强度,4个λ/4的耦合线被平行放置于输入输出端,前2个谐振频率被调整在UWB带宽(3.1～10.6GHz)内。通过优化后,该滤波器具有4个传输极点,频带宽度在3.6～10.5GHz,基本满足超宽带的传输要求。实例仿真结果显示所设计的滤波器具有低插入损耗和较好的带外特性等优点。     

一种C波段基于发卡结构的低耦合贴片天线

在收发天线对中,收发天线单元间的距离越近,单元间的耦合越强。为了抑制近距离放置的2个微带贴片天线单元间的互耦,提出一种占用很小平面空间的对称发卡结构,通过引入新的耦合路径进行天线耦合补偿。基于该结构,设计加工了工作频率在5.8 GHz的微带贴片天线对,尺寸为30 mm×50 mm×1 mm。天线单元边缘间距为0.03λ_0。实验测量结果表明,采用该结构能够使天线对在5.8 GHz实现42 dB隔离度,|S_(11)|-10 dB带宽为1.21%,带宽内隔离度大于40 dB,证明了该设计的有效性。