基于短路/开路枝节线的小型化超宽带滤波器

介绍了一种基于并联枝节线单元的超宽带滤波器.该滤波器由3种基本元件组成：短路枝节线、开路枝节线和连接线.其中,每个短路枝节线和开路枝节线组成一个枝节线对,在枝节线对间利用连接线实现强电磁耦合.在设计中,这3种基本元件的电长度是相同的.通过合理选择各元件的特征阻抗,就能实现带宽在100％左右的超宽带滤波器.此外,该超宽带滤波器还具有较宽的高端阻带.文中首先基于理想传输线模型对该滤波器进行了仿真研究;然后在全波仿真的基础上,利用微带线实现了一个三阶的超宽带滤波器;最后利用平面印制板技术对滤波器进行了实物加工.测试和仿真结果吻合良好.实验结果表明,该滤波器的中心频率为1.775 GHz,相对带宽为97.5％.通带内匹配优于-15 dB,最小插入损耗为0.25 dB（在1.3 GHz处）.第一个寄生通带的频率高于6 GHz,是通带中心频率的3.4倍左右.     

紧凑型多陷波超宽带滤波器的设计

针对传统带阻单元构成滤波器存在陷波深度不足和阻带抑制较差的问题,提出一种加载开路枝节的多陷波超宽带滤波器。基于开路枝节线和阶跃阻抗谐振器理论,通过在超宽带滤波器多模谐振器上引入一对折叠开路枝节线产生2个陷波频段,这种特殊枝节实现的陷波抑制能力更强;在超宽带结构下方耦合阶跃阻抗谐振器产生第3个陷波频段,陷波深度更好。最终实现超宽带带通滤波器的中心频率为6.6 GHz,陷波频段相对带宽约为134%。仿真与实测结果表明,该滤波器工作带宽为2.2~11.2 GHz,实现了2.8~4.4 GHz,6.2~6.8 GHz和8.8~9.8 GHz 3个频段的陷波特性,可有效滤除C波段和WLAN频段信号对超宽带通信系统的干扰。满足超宽带系统对陷波滤波器插入损耗和带外抑制的要求。     

新型中心开圆形槽的带通滤波器设计

设计了一种新型带有两个三角形切角和中心开圆形槽的双模椭圆函数带通滤波器,并对该滤波器结构进行了仿真研究和分析。该滤波器在中心频率2．28GHz处,最小插入损耗为0．25dB,通带内在2．24～2．35GHz之间插入损耗小于1dB,在2．27～2．47GHz之间回波损耗大于20dB,3dB相对带宽为7．37％。在通带两侧2．04GHz和2．55GHz处有2个衰减极点,衰减分别是61．85dB和45．64dB,另外,在通带右侧3．28GHz处还有一个65．15dB的衰减极点。研究表明,该结构能够减小滤波器的体积,更有利于器件的小型化,同时还能够有效减小辐射损耗,使通带两侧的衰减变得更好。     

新型开路短路枝节加载三频带通滤波器

采用开路短路枝节加载开环谐振器,设计了一种新型的3个通带中心频率独立可调的三频带通滤波器.由于谐振器的结构对称,因此采用传统的奇偶模分析法.滤波器的第一和第三通带由偶模谐振频率产生,通过改变加载枝节的电长度和阻抗比可调节偶模谐振频率.滤波器的第二通带由奇模谐振频率产生,通过改变环的电长度和阻抗可调节奇模谐振频率.该滤波器的3个通带中心频率为1.57GHz(GPS),2.4GHz (WLAN)和3.5GHz (WIMAX), 3dB带宽分别为2.5%, 4.7%和2.0%,测量结果与电磁仿真结果基本吻合.     

一种具有陷波特性的超宽带超导滤波器设计

研究了具有陷波特性的超宽带超导滤波器设计方法,采用两级多模谐振器实现了具有超宽带通带的超导滤波器,具有带内插损低、带边陡峭度高、结构紧凑的优点。为了抑制通带内不需要的干扰信号,采用开路短截线的方法成功引入一个中心频率为5GHz的阻带。未经调谐的测试结果和仿真结果吻合得很好,3-dB带宽从3.28GHz到10.56GHz,相对带宽为105.2%。超宽带通带内引入的阻带具有高的选择性(3-dB带宽小于5%)和高的抑制度(高于60dB)。此外,通带反射系数高于14.2dB。     

基于孔耦合和枝节加载谐振器的双通带带通滤波器

为了适应未来无线通信多制式集成的发展需求,提出一种滤波性能优良、中心频率和带宽均独立可控的双通带带通滤波器。孔耦合通过两个谐振器之间的金属化通孔结构形成谐振器之间的磁耦合机制。枝节加载谐振器是在传统二分之一波长微带谐振器的中间加载短路或开路枝节,以形成两个谐振频率独立可控的双模谐振器。结合这两种技术,设计了一种性能优良的、两个通带中心频率和带宽均独立可控的双通带带通滤波器,并通过仿真和实验测试双重手段对其进行了验证,仿真和测试结果吻合良好。结果表明:所设计的双通滤波器两个通带中心频率分别为3.9和6.2 GHz;相对带宽分别为6.4%和5.6%;带内插入损耗分别为1.0和1.6 dB;带内回波损耗分别为20和14 dB。双通带滤波性能良好。所提出的双通带滤波器可适用于未来多制式集成无线通信系统。     

C波段三截面阶梯阻抗(SIR)滤波器的设计

SIR滤波器有尺寸小,成本低,易于集成和寄生通带可调节等特点,在微波电路中有着广泛的应用。文中根据项目的需求对SIR滤波器的小型化和寄生通带调节进行研究,通过HFSS仿真软件设计了一个三截面SIR滤波器,中心频率为7.0 GHz,带宽为6.5～7.5 GHz,带内插损优于1.5 dB,在4.0 GHz和9.0 GHz处抑制度大于55 dB。该滤波器结构充分利用空间,比经典发夹型缩小近20。调节寄生通带的变量增加,调节更加灵活,仿真显示在带宽的二倍谐波处抑制度优于35 dB。     

一种高性能超宽带带通滤波器的设计

本文利用缺陷接地结构(DGS)设计了一种高性能的超宽带滤波器,该滤波器包括位于多模谐振器下面的六个半圆形的DGS.首先通过使用多模谐振原理得到一个超宽带带通滤波器,然后利用DGS结构设计了一个截止频率超过12.6GHz的低通滤波器,这样做的目的是抑制超宽带滤波器的寄生通带的影响.最后结合两者,得到一高性能种超宽带带通滤波器,使用ANSOFT HFSS软件建模仿真和优化,结果表明:该滤波器的中心频率在6.85 GHz,通带为3.0 GHz-10.6 GHz,通带内插入损耗小于0.3 dB,回波损耗优于20 dB.频带内具有良好的通带特性,同时又能有效的抑制高次谐波,上阻带在30 dB以下达到19 GHz.     

一种新型三模宽带带通滤波器的设计

提出了一种基于三模环形谐振器的微带带通滤波器。三模谐振器是由加载开路枝节的环形谐振器组成,在通带内产生三个谐振模式。环形谐振器的多径效应使得信号相抵消,在通带的上下截止频率处产生两个传输零点,因此滤波器会有较好的通带选择性。仿真和测试结果表明,滤波器的中心频率为5.05 GHz,通带频率为4.4~5.7 GHz,带内插损小于1.7 d B。     

一种基于开路枝节加载的新型双陷波超宽带滤波器

为了解决具有陷波特性的超宽带滤波器陷波深度不够和阻带抑制能力不强等问题,设计了一款结构紧凑的双陷波超宽带滤波器,将设计的新型多模谐振器与输入、输出馈线进行耦合完成超宽带滤波器的设计,在输入馈线端加载2个开路枝节,实现了具有双陷波特性的超宽带滤波器。该滤波器通带为2.42~10.98 GHz,带内插入损耗较小,分别在5.31 GHz和8.1 GHz处产生了2个陷波,有效阻断了无线局域网(wireless local area network,WLAN)和X波段卫星通信频段窄带信号对超宽带通信系统的干扰。该滤波器不仅结构简单,并且具有很好的带外抑制能力(-66.28 dB)和足够的陷波深度(-39.71~-35.12 dB),同时能够达到超宽带系统对滤波器插入损耗和回波损耗的要求。     

微带多耦合SIR带通滤波器的设计

基于微带SIR的特性,提出了一种紧凑的微带多耦合带通滤波器结构,介绍了通过控制微带SIR谐振器的阻抗比值来调整二阶通带中心频率的位置,从而实现二阶杂波抑制和改善滤波器上边阻带衰减特性的原理.最后设计了一个中心频率为3.65 GHz,分数带宽约为3.5%的微带多耦合SIR带通滤波器,仿真表明其频率响应在1阶杂波频点处有-10 dB左右的衰减,使得滤波器在上边阻带的衰减更陡峭,通带更对称.制作的电路在中心频率处的插入损耗测试结果为-3.2 dB,带宽大约为120 MHz,和仿真结果比较一致.     

一种具有宽阻带特性的超宽带滤波器

本文提出了一种具有高阻带特性的超宽带滤波器。并联短路支节超宽带滤波器存在上阻带频率范围过窄的问题,为了改善其的带外抑制性能,本文设计了一种紧凑的级联结构超宽带滤波器,在不明显增大滤波器尺寸的条件下,有效拓宽对其上阻带频率范围。优化设计后,得到了一个通带频段为2.1～10.2GHz,上阻带达18.5GHz的超宽带滤波器。仿真结果表明,该结构具有良好的带内带外特性。该滤波器结构简单,尺寸紧凑,适于实际应用。     

基于分支线加载的紧凑微带双通带滤波器设计

提出了一种紧凑的零度馈电的具有分支线加载的具有3个传输零点的微带双带通滤波器。首先完成了中心频率2．4 GHz的微带单带通滤波器设计,再次完成了加载分支线的优化仿真设计,最终实现了2．4／3．5 GHz微带双通带滤波器,实测和仿真结果吻合较好,实测得到了的第一、二通带相对带宽大于5％,第一通带内插损小于1．5dB,第二通带内插损小于3 dB。提出的分支加载的微带双带通滤波器具有设计简单、结构紧凑、很好的选择性等优点,可以满足无线局域网（WLAN）系统和固定无线接入（FWA）通信需要。     

双模谐振器设计超宽带滤波器

利用双模谐振器设计一个结构新颖紧凑的超宽带(UWB)滤波器,该滤波器的通带为3.9~11.6 GHz,通带最低频率(FBW)达99%.两个衰减极点分别产生在靠近通带的两边,提高了通带频率的选择性.另外两个衰减极点产生在通带高频端的阻带内,抑制双模谐振器二次谐振产生的谐振模式,很好地改进了阻带性能.仿真和测量结果表明,通带内插入损耗低于1.0 dB(3.9~11.6 GHz),高阻带内插入损耗大于15.0 dB (12.0~19.5 GHz),整个通带内群延迟小于0.5 ns.仿真和测量结果很好地吻合,表明此超宽带滤波器的有效性.     

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。     

新型基片集成波导宽带带通滤波器

利用基片集成波导的高通传输特性以及光子带隙结构的阻带特性,构建了一种新型结构的基片集成波导带通滤波器。为了验证该想法,设计了1个中心频率为5.0GHz,分数带宽为60%的滤波器,电磁仿真结果表明该滤波器在频率为3.5～6.5GHz频率范围内具有明显的通带特性,带内最大插入损耗约为0.64dB.利用PCB工艺制作了该滤波器的实物,使用矢量网络分析仪对其进行了测试,测试结果表明该滤波器的通带为3.8～6.8GHz,分数带宽约为56%,带内最小插入损耗为1.6dB。电磁仿真结果和实际测试结果较一致。     

基于CSRR-SIW结构的复合左右手带通滤波器小型化设计

提出了一种基于互补开口谐振环-基片集成波导（complementary split-ring resonator-substrate integrated waveguide,CSRR-SIW）结构的复合左右手带通滤波器,可应用于5G频段。采用互补开口谐振环（complementary split-ring resonator,CSRR）代替传统开口谐振环结构,有效地减小了中心频率,通过改变端口馈电方式展宽了带宽并改善了高频端带外抑制特性。基片集成波导（substrate integrated waveguide,SIW）结构将电磁波限定在一定空间范围内传播,使得该款滤波器较为紧凑。将4个具有左手特性的互补开口谐振环单元加载到带通滤波器中,通过调整优化,可在通带处产生2个传输零点,并进一步缩小滤波器的体积。测试结果显示：滤波器的中心频率为4.92 GHz,3 dB带宽为240 MHz,带内插损最大值为1.7 dB,且在5.88～13.80 GHz的带外抑制大于20 dB。     

基于双模开环谐振器的电调带通滤波器

提出一种新型的电容可调的微带带通滤波器, 由两个双模开环谐振器组成. 由于该谐振器的两种模式(奇模和偶模)之间不存在耦合的特性, 因此可使用一个简单的直流偏置电路来分别调节谐振器的奇模和偶模频率, 最终实现通带频率可调. 通过对谐振器模型的耦合矩阵分析, 在通带的边缘会产生传输零点, 从而大大提高了滤波器的频率选择性. 该滤波器在0.871.03 GHz(GSM 900)范围内可调, 通带内回波损耗大于20 dB, 且仿真曲线形状基本不变. 滤波器的测试结果与仿真结果基本吻合.