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。     

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.     

基于单个CSRR CRLH结构的双频带通滤波器

提出了一种基于单个互补开口谐振环(CSRR)的复合左右手(CRLH)结构双频带通滤波器，利用CSRR CRLH结构谐振特性，并通过延长、弯曲开路枝节线，引入新的传输零点同时缩小滤波器的尺寸，实现了滤波器双通带、高选择性和小型化.加工并测试了基于CSRR CRLH结构的双频带通滤波器的原型(尺寸为3 cm×3 cm),结果显示第一通带和第二通带的中心频率和插入损耗分别为1.9 GHz/1.7 dB和2.9 GHz/2.8 dB,在DC-1.05 GHz、2.20-2.50 GHz和3.45-4.00 GHz阻带范围内的带外抑制优于20 dB,实现了双频带通特性.     

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.     

开路支节加载的双模滤波器设计

方形环谐振器具有结构紧凑、高品质因数、低辐射损耗等优点,被广泛应用于滤波器、混频器、振荡器、天线设计中。该文采用在方形环谐振器中心加载开路支节的微扰方式,能够在保持奇模频率不变的基础上,通过调节开路支节的尺寸来调节偶模频率,带宽调节更加方便。采用阶梯阻抗微带线结构实现输入/输出与双模谐振器之间的强耦合,增大了带通滤波器的带宽。该滤波器在中心频率4.97GHz处,通带内最小插损为1.33dB,3dB带宽为9.38%,并且具有准椭圆函数响应,改善了带外抑制特性。     

基于非谐振节点的波导滤波器设计

阐述了基于非谐振节点的广义耦合系数的提取、外部品质因数的理论,并结合波导滤波器的制作方法,设计了一款包含非谐振节点(NRN)元件的脊型波导滤波器.在结构上对该滤波器进行了创新,利用非谐振节点的方式,在指定频率点处产生传输零点,使带外抑制提高了40dB,回波损耗也达到指标要求.滤波器选为六阶带通波导滤波器,中心频率为5GHz、带宽为200 MHz,HFSS中的仿真结果与理想结果较吻合,证明该设计是合理、可行的.     

基于阶跃阻抗谐振器的耦合微带带通滤波器设计

针对寄生通带降低了耦合微带带通滤波器选择性的问题,设计了1／4波长型阶跃阻抗谐振器（SIR）的微带带通滤波器．以平行耦合微带线为基础。从上层微带线结构着手,对SIR的谐振特性和设计参量进行了推导,根据微带带通滤波器的设计指标,在馈线端端接相应的SIR谐振结构。使带通滤波器在寄生通带处的衰减达到了．45dB,提高了带通滤波器的选择性．采用插入损耗和网络综合的方法,利用ADs仿真工具对该滤波器进行优化仿真设计。结果表明。基于SIR结构的滤波器克服了寄生通带对设计通带的影响,提高了滤波器的带外抑制能力．     

应用于5G无线通信的微带周期结构带通滤波器设计

提出一种应用于5G无线通信的周期结构微带带通滤波器设计方法。在周期结构低通滤波器的矩形环中靠近电路中心一侧加载金属过孔,使其在截止频率附近发生谐振,以形成中心频率位于截止频率附近的带通滤波器。通过调整金属过孔的位置,实现带通滤波器带宽的控制,并且在矩形环偏离电路中心一侧连接矩形金属贴片,通过调整矩形金属贴片的尺寸可以适当调整滤波器的中心频率,而不改变滤波器的整体尺寸。实验测试结果表明,该滤波器的中心频率为3.33 GHz,3 dB相对带宽为6.9%。其带外抑制特性较好,具有较低的插损,适用于5G无线通信系统。     

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。     

双极化膜片阵列加载方波导带通滤波器的设计

采用方波导对称加载周期性金属膜片阵列的结构,设计并研制了一个双极化宽带方波导带通滤波器,分析了膜片高度和加载周期这两个关键参数对滤波器滤波特性的影响,获得7.5～14 GHz上插入损耗小于1 dB的实测通带带宽,阻带范围14.5 ～ 16.8 GHz,且阻带衰减最大值达到45 dB,正交双极化之间的极化隔离度大于25 dB.该滤波器可很方便的用于宽频带双极化波导天馈系统.     

用于左手材料的对称开口谐振环特性研究

重构了X波段对称开口谐振环结构,通过仿真实验比较并分析了影响其谐振特性的重要结构因素,讨论了对称开口谐振环在不同电磁场极化方向下的谐振特性,并基于散射参数法对其带有金属线的单元结构进行了本构参数即有效介电常数和有效磁导率的提取,从而验证了该结构的双负特性,这对构造实用性左手材料具有一定指导意义.     

新型螺旋形缺陷地结构在低通滤波器中的应用

为使缺陷地结构(DGS)实现结构紧凑、阻带可控,提出了一种新型紧凑型螺旋形DGS。研究了该螺旋型DGS模式下的缝隙影响,对其参数进行了分析与优化。在不改变DGS总体尺寸的情况下,可以通过缝隙位置改变阻带频率。在该螺旋形DGS中的多个位置引入缝隙以实现多频点抑制来增加滤波器的阻带宽度,将两个带有多缝隙的螺旋型DGS单元级联并将其应用于低通滤波器设计。该滤波器的仿真分析及测量结果一致,在0~1.8 GHz通带内插入损耗小于1 dB且在2.0~3.8 GHz阻带内抑制超过20 dB。     

宽带太赫兹超表面带通滤波器

提出一款宽带太赫兹超表面带通滤波器,测试得到滤波器中心频率为0.344 THz, 3 dB带宽为56.6%。在对样品进行太赫兹时域光谱测试时,发现氮气的引入能够有效降低空气中水吸收引起的损耗。与以前报道的金属-介质-金属结构的带通滤波器采用电磁场或表面电流和电路模型进行物理机理描述不同,采用两种理论模型对带通滤波器分别进行了宽带传输的物理机理研究。一种是多重散射理论,一种是耦合模理论,这两种理论模型的拟合与实验测试和仿真结果一致,从而为太赫兹、微波和光波段的多层宽带超表面带通滤波器的设计提供了重要的理论指导。     

新型缺陷接地结构带通滤波器研究

在传统缺陷接地结构(DGS)哑铃型微带线的基础上,提出了一种新型DGS,即将哑铃型DGS中的长方形缝隙变为蛇形缝隙.借助于Designer软件,得到哑铃型DGS与新型DGS的仿真结果.在相同缺陷面积条件下,新型结构可获得更低的衰减频率,而在衰减频率相同时,所占用缺陷面积也更少,衰减频率降低约3 GHz,缺陷面积减少为原来的30%左右,减小了对级联电路的辐射影响,提高了系统的电磁兼容性.分析了结构参数变化对阻带特性的影响,并将新型DGS应用于紧凑结构带通滤波器(BPF)的设计.仿真结果验证了新型DGS带通滤波器的有效性和可行性.     

一种基于DGS的分形微带天线的设计

将地面缺陷结构(DGS)引入微带天线的设计中,原本分形微带天线在5~20 GHz频带范围内有4个谐振频率点.由于DGS缺陷结构可以有效抑制天线的高次模,该新型结构在5~20 GHz频带范围内得到了两个谐振频率点,并使得天线的增益在引入DGS结构后提高了大约2 dB.     

应用DGS设计低通滤波器

地面缺陷结构(DGS)是通过在微带线的接地面上蚀刻出缺陷图形而形成的微波结构,它具有带阻效应和慢波特性,从而能有效抑制高次谐波,进而改善滤波器的特性,提高接收机的灵敏度.在分析DGS等效电路及其频率特性的基础上,通过比较仿真加载微带线DGS前后的低通滤波器性能的变化,验证DGS优良的阻带效应.HFSS仿真结果证明,该滤波器在满足带内插损要求的前提下,能够将二次谐波抑制在70 dB以上,故而该结构具有广泛的应用前景.最后将所设计的滤波器进行实物加工,测试曲线与仿真结果吻合良好.     

一种应用于DDS+PLL混合频率综合器中的滤波器设计

主要研究设计了PLL+DDS环外混频混合频率综合器中的带通滤波器,系统把DDS与PLL经混频器混频后,通过窄带带通滤波器滤波,得到了所需中心频率的输出信号.为了缩短设计周期,提高微带线带通滤波器的性能,通过ADS中的无源电路设计向导,设计出了一种中心频率为2.5GHz,带宽为65MHz,阻带频率在2.375GHz和2.625GHz处衰减幅度大于50dB的平行耦合微带线带通滤波器.最后经过实物测试表明,设计出的平行耦合微带线带通滤波器满足各项指标要求.     

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.     

一种应用于汽车雷达的SIW带通滤波器

使用HFSS仿真软件设计了基于基片集成玻导（substrate integrated waveguide,SIW)的带通滤波器。在SIW腔体中加入金属圆柱扰动,形成带通滤波器,并通过调节扰动金属柱的半径来调整带通滤波器的频带宽度和中心频率,最后在Rogers 5880介质基板制作实物。测试结果表明:中心频率为24 GHz,通带内插入损耗2.4 dB、回波小于-15 dB的带宽为300 MHz。仿真结果和实验测试结果基本相符。此带通滤波器能够应用在汽车雷达系统中。     

低频声表面波器件的设计与制作

采用数字傅里叶变换技术设计并制作了一个中心频率为44MHz，1dB带宽为8MHz，带外抑制大于60dB，插损小于28dB的带通滤波器．发射和接收叉指换能器均采用数字傅里叶变换技术．整个声表面波滤波器的制作工艺流程是：基片抛光打磨、清洗、镀膜、匀胶、光刻、腐蚀和显影．实验结果分析表明此带通滤波器满足各项指标．