一体集成小型化YIG调谐带阻滤波器组件热仿真分析

通过Ansys Workbench对一体集成小型化YIG调谐带阻滤波器组件进行热仿真分析,得出在自然散热条件下,组件中部分发热元件的温度为170℃以上,超过了元件允许工作温度125℃,组件可靠性无法得到保证。为此,在组件底部增加散热板以增大散热面积,改善散热条件。仿真结果表明,各发热部件的温度大幅下降,组件中发热元件的最高温度是PTC热敏电阻,为118℃,线圈、控制驱动、大功率三极管温度分别为99℃、104℃、116℃,均低于元件允许工作温度,满足设计要求,保证组件全温度环境下可靠工作。在一体集成小型化组件的设计中,合适的元器件布局和散热方式是组件的可靠性的重要设计因素,且利用热仿真分析,可以降低组件的实物试制成本和验证成本,缩短研发周期,提高研发效率。

铁路机车电台设备电磁发射测量专用带阻滤波器设计

铁路无线通信设备发射的信号往往较强,因而在电磁发射测量过程中,极易导致测量接收机出现乱真响应。基于450 MHz无线列调机车电台通信设备的工作特性,研制了一种新型可调阶跃阻抗谐振器腔体窄带带阻滤波器,用于避免电磁发射测量过程中所引起的测量接收机过载问题。通过软件仿真和实物测试,验证了所设计的带阻滤波器较传统腔体滤波器减少了阻带带宽,具有良好的通带特性,且结构简单,体积较小,可以很好地满足机车电台电磁发射测量的需求,有效提高电磁发射测量结果的准确性。

类H型结构的太赫兹带阻滤波器

本文基于对称的类H型结构设计了一种超材料太赫兹带阻滤波器,这种H型结构的连续金属臂可以流通电流。利用电磁仿真软件CST Microwave Studio 2021研究了该滤波器的滤波特性。通过改变H型双臂间距臂长、周期长度、双H间距离等,确定了滤波器的几何参数。结果表明,该结构可实现偏振选择的功能,在y偏振条件下,滤波器在0.2~2.3 THz范围内没有明显的谐振峰,但透过率范围在-15到-3 dB之间。而在x偏振条件下,在中心频率1.34 THz处可获得FWHM带宽为0.15 THz的一个阻带,传输参数约为-30 dB。最后,采用微加工工艺制备了超材料滤波器样品以验证仿真结果,使用透射式太赫兹时域光谱系统对样品进行测试,测试结果与仿真结果吻合较好。

基于圆形腔的表面等离子体带阻滤波器研究

为研究弯曲波导结构的双边耦合效应对耦合强度的影响,提出一个弯曲波导耦合内嵌十字银条的圆形空腔带阻滤波器,采用有限元法对滤波器结构进行仿真分析。与现有直波导耦合内嵌十字银条的圆形空腔结构对比,弯曲波导结构具有更好的滤波性能,例如最小透射率降低10.44%;改变银条尺寸时模式2阻带透射率值降低近60%。进一步研究表明,通过调整内嵌银条尺寸及相对角度能够实现共振波长调谐、单频带与双频带的切换以及对半峰带宽等的控制,最小半峰带宽分别为11.0152 nm和9.9869 nm。并且对于介质折射率的变化(变化范围为1~1.12),该结构折射率灵敏度保持恒定。所提出的滤波器结构具有良好的频选及窄带带阻滤波特性,在窄带滤波和波分复用等系统中具有重要应用价值。

YIG带阻滤波器的研究进展

随着通信与雷达系统在高频、宽带和小型化方面的高速发展,钇铁石榴石(YIG)带阻滤波器是其发展道路中不可缺少的磁调谐器件。该文针对YIG带阻滤波器阐述了YIG带阻滤波器设计原理,介绍了近年来几种典型谐振器结构的发展状况,并分析了这几种结构的优缺点。

基于耦合线加载开路枝节的宽带带阻滤波器设计

基于单端接地耦合线结合微带传输线加载开路枝节,提出了一款宽带带阻滤波器。该滤波器由输入输出端的单端接地耦合线并联微带传输线上加载三个开路枝节组成。采用奇偶模理论分析、传输线模型和结构模型仿真优化,对滤波器的特性开展了研究。实物加工测试结果与仿真结果的一致性好,验证了所设计的宽带带阻滤波器。该滤波器的阻带中心频率为2 GHz,3 dB衰减带宽为98%(1.19~3.15 GHz),20 dB衰减带宽为84.5%(1.24~2.93 GHz),阻带带内抑制大于35 dB,结构紧凑,可与航电系统设备板级电路集成,用于电磁干扰防护。

带阻滤波器的设计与仿真研究

带阻滤波器是电子系统中常用的滤波器,通常在无线电通信系统中用以抑制噪声信号,在电子设备的电磁兼容测量中用以滤除基波或谐波。分析了两种带阻滤波器的原理、构成、特点及设计要点。运用波特测量仪对各带阻滤波器的仿真电路进行频率特性测定。结果表明,使用由带通滤波器与运算放大器构成的有源带阻滤波器,既可抑制单一频率的噪声信号,又可通过级联方式滤除较窄频带的噪声信号;使用低通滤波器和高通滤波器的无源双T带阻滤波器和有源双T带阻滤波器,对单一频率的噪声信号,可达到更好的滤除效果。

一种可调超宽带带阻型频率选择表面

基于液晶材料的介电常数可调特性,在圆环槽型结构的基础上设计了一款谐振频率可重构的超宽带带阻型频率选择表面。仿真结果表明,该频率选择表面单元的-10 dB阻带带宽为5.33 GHz,相对带宽为32.2%,当液晶介电常数从2.4连续变化到3.2时,谐振频率由16.56 GHz向低频连续移动到15.42 GHz,在此过程中的阻带带宽保持相对稳定,且利用喇叭天线对8×8阵列的仿真结果与单元仿真结果具有较好的一致性。

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(0.59λg×0.21λg)(λg为调谐范围中心频率对应波长),符合小型化要求。

带阻滤波电路在互感器检定装置中的应用

互感器现场检定装置中的带通滤波电路无法有效滤除现场测试环境中的电磁谐波,故不能满足现场检定需求。设计了一种多路负反馈二阶带阻滤波电路,使输入电压先经过带阻滤波电路后,再经过原有的带通滤波电路,可以很好地将现场检定工作环境中的电磁谐波滤除掉,保证设备测试精度。

波导窄带带阻滤波器的计算机辅助设计

介绍了微波波导窄带带阻滤波器的设计原理和思路 ,通过在计算机上利用Mathematica数学计算软件对滤波器的设计尺寸进行的计算 ,得到一种比较精确。

高选择性吸收式可调带阻滤波器的研究

该研究利用耦合相消原理设计了一种吸收式可调带阻滤波器。在传统耦合相消结构的基础上,提出了一种新的结构,通过增加耦合结构的阶数以及增大耦合支路中谐振器的电长度,使得滤波器阻带特性的Q值增大,从而提高了滤波器的选择性。通过调节加载在谐振器上变容二极管的偏置电压,实现滤波器带阻中心频率可调。并对实测结果和仿真结果进行了探讨。

基于太赫兹人工超材料的带阻滤波器

鉴于太赫兹辐射的特殊性,其难以与自然界中多数材料发生电磁相互作用,导致太赫兹功能器件匮乏。人工超材料通过人工设计结构单元的周期排列组合,可实现太赫兹波段电磁响应的调控。本文设计一种由二氧化硅衬底上的单层金属方形谐振环结构构成的太赫兹带阻人工超材料,具有窄带宽、深带阻特性、偏振不敏感特性,通过近场电场和表面电流分析,带阻共振特性源于谐振环结构的电偶极共振。该设计结构简单,易于制备,在太赫兹调制器件、太赫兹通信、光电探测等领域具有应用价值。

多机并网系统的两带阻滤波器高频振荡抑制方法

随着越来越多的逆变器在同一公共耦合点接入弱电网,多机与电网之间的阻抗耦合作用越来越严重,可能引起高频振荡,进一步加剧系统的不稳定。该文从逆变器输出阻抗的角度出发,指出逆变器输出阻抗在振荡频率处应设计得较高,而在其他频率处应设计得较低是实现振荡抑制的基本方法。为了实现所提出的基本方法,需要增加与原逆变器输出阻抗并联和串联的2个虚拟阻抗。为此,提出一种多机并联的两带阻滤波器高频振荡抑制方法,提高系统的整体阻尼。该方法在公共耦合点电压前馈和网侧电感电流反馈中引入带阻滤波器来达到并串联虚拟阻抗的实现形式。最后,实验结果验证所提方法的有效性。

基于带阻滤波原理的风电场功率波动平抑策略研究

基于单机系统模型,研究系统的频率响应特性,针对系统频率响应特性中存在的敏感频段,提出基于带阻滤波原理的风电功率波动平抑控制策略,以改善风电功率波动对系统频率的影响。基于单机系统频率响应模型和实测风电场功率波动数据,设计系统中风电装机比例较高情况下的风电功率注入对系统频率影响分析算例,分析不同带阻滤波参数的风电功率波动平抑控制对系统频率偏差的改善效果。仿真结果表明,采用所设计的带阻滤波平抑控制策略能利用较小的储能容量最大限度改善风电功率波动对系统频率质量的影响。

一种新型的具有带阻特性的超宽带天线

设计制作了一种新型的具有带阻特性的超宽带微带天线。采用在六边形辐射贴片上开一对称的U形槽,实现了天线的带阻特性。仿真结果表明,可以方便地通过改变U形槽的宽度来改变阻带的位置和宽度。可实现天线频带宽度(S11≤-10 dB)为3.015 GHz^13.270 GHz,相对带宽达126%,并能精确阻隔WLAN(5.725 GHz^5.85 GHz)频率段,实验结果表明该天线适用于超宽带系统的应用。

多机并联接入弱电网的改进型带阻滤波器高频振荡的抑制

多机接入弱电网的同一公共耦合点时,多机与电网之间的交互作用对系统的稳定可靠运行是一个潜在威胁。传统的引入带阻滤波器的网侧电感电流反馈控制方法能在一定程度上抑制多机并联的高频振荡,但会导致稳定性降低,甚至不稳定。为此,提出一种多机并联的改进型带阻滤波器高频振荡抑制方法,该方法不仅能有效地抑制多机并联的谐波电流流入电网,避免阻抗网络的高频振荡现象发生,而且能提高系统的相位裕度,保证系统在弱电网下具有足够的稳定和较好的动态性能。考虑改进型带阻滤波器的陷波深度和动态性能,选取合适的控制参数。实验结果验证了所提方法的有效性。

基于耦合传输线的宽上通带窄带带阻滤波器设计

微波系统中常常采用窄带带阻滤波器抑制高功率发射机的非线性谐波输出和带通滤波器的寄生通带,其设计难点主要是如何消除其中心频率f0的三倍(3 f0)频处的寄生阻带问题。该文通过在平行耦合传输线滤波节开路端采用加载电容的方式,有效解决了基于平行耦合传输线的窄带带阻滤波器在上通带3f0处具有寄生阻带的问题,展宽了该类带阻滤波器的上通带带宽,拓宽了其适用范围。采用该方法,研制了一个中心频率在5.3 GHz的窄带带阻滤波器,实测结果表明,该带阻滤波器具有良好的上通带带宽。

基于傅里叶变换的指纹带阻滤波方法

提出了一种新的基于傅里叶变换的带阻滤波方式,既提高了运算速度,又满足了图像增强的要求,使得指纹图像二值化能够不丢失特征信息。

共面波导馈电的带阻UWB天线设计

提出了共面波导(CPW)馈电平面圆形单极子带阻超宽带(UWB)天线的设计方法,采用该方法设计的天线满足超宽带无线通信所要求的3.1 GHz^10.6 GHz的频带范围,通过在圆形贴片上添加U形和弧形缝隙,可分别实现4.75 GHz^5.96GHz范围内和4.8 GHz^6.2 GHz范围内电压驻波比VSWR≥2的带阻特性,均避免了5 GHz无线局域网的干扰。采用电磁仿真软件CST进行了天线的方向图绘制,仿真结果表明该设计可行。