微带交指带通滤波器小型化结构设计

文中提出在终端短路式交指带通滤波器的开路端引入一段微带加载线,使谐振器产生尺寸跳变。通过改变微带加载线的线宽,增加谐振器的等效电感值,从而实现降低该带通滤波器中心频率的目的,并且给出了在设计指标下,随加载线宽变化中心频率变化的经验公式。对X波段的微带交指带通滤波器和微带线尺寸跳变进行了研究,研究数据表明:谐振器越短,中心频率往高频偏移越多;微带线尺寸跳变越大,中心频率往低频偏移越多。通过合理减小谐振器长度和增加微带加载线线宽,滤波器整体长度减小而宽度不变,且改进前后滤波特性不发生改变,达到了滤波器小型化的目的。通过在HFSS中建立滤波器模型并进行仿真,改进后增加了传输零点,回波损耗更加稳定,谐振器长度减小10%,微带加载线线宽增加0.15 mm,整体滤波器尺寸减小10%,验证了所提出结构的可行性。

用于地表温度探测10μm~11μm带通滤波器的研制

多谱段光谱成像仪搭载长波红外探测器可以提供空间高分辨率的地表温度信息,研究地表温度在全球能量平衡和气候变化中具有重要意义。本文采用10μm~11μm滤波器作为红外探测器的窗口进行地表温度探测,分别采用Ge和ZnS作为高低折射率材料,在Ge基板上设计一种宽截止、高透射的长波红外带通滤光膜;采用真空镀膜技术在Ge板两面分别制备长波通和短波通滤光膜以实现带通,其中Ge和ZnS薄膜分别以电子束和电阻热蒸发的方式沉积,膜厚采用晶控仪控制,通过Matlab软件建立膜厚沉积数学模型,模拟并修正多层膜的Tooling以减少厚度误差。测试结果表明:10μm~11μm波段平均透射率达到94.3%,透射区波纹幅度为1.6%;4μm~9.5μm和11.5μm~16μm波段平均透射率小于0.1%,各项耐环境测试表明滤波器满足使用要求。

基于多阶有源带通滤波器和在线相关系数的负载在线智能识别

从时域建立了负载在线识别的数学模型,识别任务由硬件和算法共同承担。采用多阶有源带通滤波器进行硬件预处理,从而将功率相差很大的负载信号转换成可以在同一个条件下采集的电压信号。从皮尔逊相关系数出发定义了在线相关系数,将其作为唯一的时域特征参量,并提出“在线相关系数逐渐增大并最终等于1”的判决准则。利用最大值首位对齐法和均值法进行数据处理,采用逐次比较法和筛选法相结合进行识别。实验数据表明:基于带宽为340~900 Hz的五阶有源带通滤波器和STM32处理器中的在线相关算法很好完成了功率相差1500多倍的电磁炉、电饭煲、笔记本电脑、小灯泡等4种负载的任意在线组合的智能识别。

基于HMSIW的小型化三模带通滤波器设计

传统的多模谐振器引入多个谐振器,并利用其中两个甚至多个谐振模式来组合构建滤波器通带,但由于其谐振器个数较多而在射频系统中占用了较大的空间。为此,本文提出了基于半圆形半模基片集成波导(HMSIW)的三模带通滤波器,通过引入金属化过孔来扰动半圆形HMSIW谐振腔的谐振模式的电场分布,使得对应的谐振模式的频率也会随之发生偏移,进而使原本谐振频率相差较大的三个谐振模式的频率逐渐靠近,最终组合形成滤波器的通带。该设计无需引入额外的谐振器,能够实现滤波器尺寸减半甚至成倍减少,从而达成小型化的目的。

基于FPGA的数字带通滤波器设计与仿真

为快速准确地提取超声导波信号中的目标信息,采用流水线加法树阵列结构设计低阶滤波器,采用直接型低阶叠加实现20阶高精度带通滤波器。运用流水线技术与FPGA片上资源相结合实现对该结构数字算法优化,并将其应用在镍铬合金超声导波测温系统中。结果表明:所设计的滤波器对512点的混频超声导波信号滤波耗时约1047个时钟。该滤波器总体设计简单,可以达到实时滤波的功能。

基于文桥振荡器的高Q带通滤波器的设计

从单电阻调谐的文桥振荡器出发,首先导出该振荡器的振荡条件和振荡频率,然后给出了二阶带通滤波器的两种设计方案.第一种设计方案的优点是可以实现极点频率的单电阻调节,第二种方案的优点是极点频率和品质因数可正交调节.两种方案均可实现两个带通输出,均可调节电阻使电路振荡,而且振荡条件和振荡频率均可分别调节.通过计算机仿真证实了所设计的电路正确有效.

埋地管道检测中的窄带通滤波器设计与仿真

埋地金属管道铺设环境错综复杂,在管道定位过程中,接收机需要从管道辐射的多频信号中有效分离出128 Hz定位信号,滤除高频信号和50 Hz工频信号。针对埋地管道检测的现实需求,设计了9种不同类型和拓扑结构的四阶128 Hz窄带通滤波器,并通过Multisim14进行仿真分析。结果表明,同种拓扑结构不同电路结构的滤波器幅频特性曲线相同,输入输出增益稍有不同。这9种滤波器的中心频率均在128 Hz附近,其中1 dB切比雪夫型MFB滤波器带宽最窄,为36.803 Hz,Q值最大,为3.473。进一步分析表明,1 dB切比雪夫型MFB滤波器能够有效提取128 Hz信号并滤除干扰信号,在-3 dB带宽(108~145 Hz频率范围)内,滤波器噪声不超过0.132μV·Hz^(-1/2)。另外该滤波器在温度和电容容差等因素的影响下,表现出较小的幅频特性变化,具有良好的稳定性。

基于文氏桥振荡器的CCCⅡ带通滤波器

为了得到一个最简单、最经济的电流模式高Q带通滤波器,根据传统的文氏桥振荡器和伴随网络理论,设计了一个电流模式/跨导模式的CCCⅡ带通滤波器。通过调整CCCⅡ的偏置电流,电路的极点频率和品质因数能够被独立地电调谐,当满足IB3=2IB4,电路还能产生正弦振荡。由于电路使用4个CCCⅡ和2个接地电容,因此电路适宜集成。计算机仿真结果表明设计方法正确。

基于电磁混合耦合的SIW宽阻带带通滤波器设计

为实现阻带一段范围内依然具有良好的抑制能力,提出了电磁混合耦合的基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)宽阻带带通滤波器(Bandpass Filter,BPF)。根据模式的本征抑制和电磁混合耦合理论,合理地设置外部馈电端口、内部耦合窗口及内部耦合圆孔阵列,抑制了频率低于TE_(105)和TE_(501)之前的所有高次模,并且使得工作模式TE101电耦合很好地传输。仿真与实测结果均显示,该滤波器的中心频率f_(0)=5.94 GHz,插入损耗为−3.46 dB,相对带宽为2.44%,当阻带宽度延伸至3.85 f0时,抑制深度优于20 dB。与经典的四阶SIW宽阻带带通滤波器相比,拥有相同的带宽时,该双层层叠的方式更加紧凑,有利于集成到微波电路系统中。

增强型三复带通滤波器频率测量方法

快速准确的同步测量数据是实现电力系统闭环控制的基础,短时间窗频率测量是缩短同步测量装置上传延时的关键。然而,现有的短时间窗频率测量方法会由于无法有效地滤除基波负频和谐波分量,而导致较大的测量误差。为解决测量精度与上传速度的矛盾,该文提出一种增强型三复带通滤波器短时延频率测量方法。该方法将复带通滤波器滤波与负频分量重构消除相结合,提出短时间窗负频分量抑制方法;进一步,提出基于3个复带通滤波器权重调整的谐波抑制方法,建立含谐波分量的频率计算误差模型,揭示谐波分量对双复带通滤波器频率测量方法的影响机理,通过对3个复带通滤波器的权重调整降低算法对偶数次谐波的敏感性,最终实现单周波和1.5周波下的频率准确测量。仿真与实验测试表明,所提方法优于现有频率测量方法,可为电力系统闭环控制等应用提供短时延的频率测量数据。

6G无线通信新型毫米波双频带通滤波器的设计与仿真

针对6G无线通信系统对毫米波带通滤波器的需求,提出一种工作频段为W波段的毫米波双频带通滤波器。基于对多模谐振腔的研究,利用谐振腔内的TE301模式和TE102模式设计一种超宽带谐振腔,并基于TE302模式和TE103模式设计一种具有传输零点的多模谐振腔,通过将这两种谐振腔进行级联和优化,设计出一款工作于W波段的双频带通滤波器。两个工作频段分别为83.26~91.54 GHz和96.58~105 GHz,3 dB相对分数带宽分别为9.5%和8.4%。3个传输零点的位置分别在81.12、93.3、109.31 GHz。所设计结构采用CNC工艺进行制备,经测试,测试结果与仿真结果具有良好的一致性。两个工作频段的3 dB相对分数带宽误差分别为0.3%和1.5%。因此,所提出的W波段双频带通滤波器的设计方式可以为高频毫米波的设计带来一定的参考价值。

超低杂散多级反馈带通滤波器设计

针对于高精度数据采集系统的测试和测量中,高质量的带通滤波器是非常关键的部分,然而,使用无源元器件实现低频高质量的滤波器需要大电感,尺寸和成本都令人望而却步。采用高性能全差分音频放大器OPA1632D设计了六阶有源1 kHz带通滤波器。该带通滤波器采用多级反馈设计,原理结构简单,设计成本低廉,使用TINA-TI仿真测试效果较好,实际应用于高性能模拟数字转换器AD7961前端滤波测试,SNR与SFDR动态指标接近手册理论值。仿真和实践证明该滤波器的设计满足高精度的数据采集前端滤波的使用需求。

基于新型缺陷地谐振器结构的超宽带带通滤波器仿真设计

提出了一种使用新型缺陷地面结构谐振器和交指电容微带的超宽带带通滤波器,通过级联微带高通滤波器和低通滤波器来构建。具有6 GHz的3 dB截止频率的低通滤波器由顶部平面上的加宽微带线和“地”平面上的组合开环缺陷地面结构构成,实现了高选择性和良好的阻带性能。高通滤波器由顶部平面上的微带交指电容和“地”平面上的开环缺陷地面结构组成,产生了两个传输零点和陡峭的选择性。设计的超宽带带通滤波器具有2.5 GHz的3 dB带宽,中心频率位于4.8 GHz,呈现出尖锐的截止频率响应;同时还表现出良好的阻带性能,从DC到3.45 GHz的下阻带和从6.4到12 GHz的上阻带,抑制优于20 dB。

100~800 MHz频段源带通滤波器结构及热性能分析

源带通滤波器是一种用于军备环境下的电子信号滤波器件。由于其工作环境的特殊性,有必要针对其使用环境的需求和适应性,对滤波器结构可靠性和热性能进行有限元仿真,包括结构随机振动、冲击,以及内部器件热生成和滤波器结构的热能传输状态。结果表明,该滤波器在随机振动下的变形量和结构应力都在使用环境要求范围内,并满足坠撞安全冲击指标要求,结构安全可靠;其次,器件在热平衡后稳态温度均小于内部电子设备额定工作温度,滤波器能稳定工作。另外,在器件实现电源信号处理功能的前提下,通过有限元仿真,校核了其工作可靠性,为微波器件振动和热设计提供了仿真思路。

相干测风激光雷达带通采样方法的仿真研究

根据相干测风雷达回波信号载频高、带宽窄的特点,尤其星载相干测风雷达回波信号数千兆赫兹,采用传统采样方式对采集卡的采样率要求很高.鉴于采集卡的采样率和分辨力互相制约,提出将带通采样引入到相干测风雷达系统.本文以1.5μm全光纤相干测风激光雷达的实测数据作为仿真输入,经Simulink滤波、带通采样,结果表明,在对探测距离影响不大的情况下,与低通采样方式相比径向风速反演结果最大相差0.5m/s;数据处理的时间复杂度降低,其下降值是带通采样频率与低通采样频率的比值;但信噪比会恶化,其下降值介于1~3dB.

1.90~2.10 μm吸收型带通滤光片的研制

介绍了1.90~2.10μm吸收型带通滤光片的设计与优化理论、制备中的工艺参数改进以及产品的测试方法。选用Ge、SiO作为高、低折射率镀膜材料,匹配等效折射率的方式在膜系中添加匹配层,使用TFCalc软件优化膜系,平滑消除陷波。研制出了中心波长为2.0μm时通带内透过率大于92%,在截止带1.0~1.60μm处和2.50~3.89μm处的平均透过率小于0.8%,10层、2798 nm总厚度的1.90~2.10μm吸收型带通滤光片。该种滤光片膜层数少、厚度小,能够显著缩短滤光片的真空制备时间,提高了膜层控制精度,满足了批量化生产的需求。

面向带通信号的随机解调模拟信息转换器设计

模拟信息转换器作为压缩感知理论的实际应用,能够在信号数字化的同时实现压缩采样,显著降低了系统功耗及数据处理负担,但在通信领域,高频带通信号的奈奎斯特率通常极高,这要求模拟信息转换器系统具备极高的采样频率,从而增加了设计复杂度。针对此挑战,提出了一种基于带通Sigma-Delta调制器的随机解调模拟信息转化器架构,以低速伪随机序列对带通信号进行解调处理,有效避免了高速伪随机信号混频模块可能引入的高功耗及电路设计误差等问题。此架构不仅将模拟信息转换器的应用范围从基带信号拓展至带通信号,还成功解决了伪随机信号转换速率受带通信号最高频率研制的技术难题。

微带带通滤波器的设计方法

本文采用函数变换经验公式法计算滤波器元件值.以X频段微带带通滤波器为例,阐述其方法的具体运用,其计算结果与文献[1]的设计值比较,表明本文方法计算简单、精度高.

基于并联负载发夹型谐振器的四阶带通滤波器

针对现代无线通信系统中平坦带通滤波器的需求,提出了一种并联负载的发夹型谐振器,并利用提出的谐振器构建了四阶平坦带通滤波器。首先,通过在发夹型谐振器磁场最强的位置(中心位置)设置电阻,设计了一种新的并联型谐振器,从而可以通过改变电阻值来灵活地调整固有品质因数;其次,采用具有高、低固有品质因数的耦合拓扑来构建四阶平坦带通滤波器。最后,在印刷电路板上制备了一个具有传输零点和平坦带通的四阶带通滤波器。实验结果表明,该四阶带通滤波器的实测结果与仿真结果吻合较好,与其他多阶带通滤波器相比,该四阶带通滤波器具有可灵活控制的固有品质因数和小于0.2 dB通带平坦度。

小型微波带通滤波器的简单设计方法

本文论述了用于具有平行耦合线分裂环谐振器滤波器的简便设计方法,对两种微带带通滤波器进行了计算机最优化设计,给出了滤波器的最佳几何尺寸.实验结果证明,文中给出的设计方法简单、可行,适用于工程设计.