140GHz MEMS矩形波导滤波器

设计并实现了一种采用微机械制造(MEMS)技术加工的D波段矩形波导膜片滤波器.采用有限元仿真软件HFSS分析了滤波器内腔镀膜厚度、粗糙度以及感性膜片厚度对滤波器主要性能的影响.采用MEMS深刻蚀工艺(DRIE)成功加工出了滤波器主体结构.通过完成结构深刻蚀、金属电镀和键合等关键工艺,首次制造出了D波段MEMS波导滤波器.样品测试结果为插入损耗0.4～0.7 dB,中心频率(140±3)GHz,带外抑制为≥18 dB,样品主要技术指标与设计值符合.

E面金属膜片波导滤波器的优化设计

本文利用等效电路的方法求得E面全金属膜片波导滤波器的初始尺寸值 ,经过对此滤波器的特性的分析结果与设计要求的比较对滤波器的尺寸加以调整 ,从而准确、快捷地完成滤波器的综合 ,对于E面金属膜片滤波器的工程设计有很大的帮助。

Ka频段极窄通带波导滤波器

提出了一种Ka频段具有极窄通带的波导带通滤波器方案.采用模式匹配法对滤波器进行全波分析,设计并研制了一只相对带宽约0.1%的Ka频段窄带带通滤波器,典型性能为中心频率处插入损耗小于2.1dB,带内驻波比小于1.20:1,损耗起伏小于0.30dB,测试结果与全波分析数据一致,说明方案有效.

太赫兹微加工波导滤波器

该文提出应用微加工(Micromachining)技术设计制作太赫兹6阶并联电感耦合波导带通滤波器的方法。立足于现有工艺条件,通过分析加工因素对滤波器电磁性能的影响,将工艺和设计参数相互折中达到优化设计的目的,避免因工艺原因造成的器件性能急剧恶化,最终得到插入损耗小、可靠性好、可集成的太赫兹滤波器。采用微加工深刻蚀(ICP)、溅射电镀金属、键合等工艺步骤,最终制作完成的单个微加工滤波器划片后体积为24.0 mm×5.0 mm×1.66 mm。应用可调测试夹具固定微加工滤波器,通过功率计测试其功率衰减,得到其中心频率为141.5 GHz,3dB带宽为10.6%,中心频率处功率衰减小于1 dB,验证了工艺方法的有效性。

一种通用的E面波导滤波器数值分析方法及其CAD软件包

本文提出了一种通用的数值方法，该方法可用于分析各类不同的波导Ｅ面滤波器根据这种方法，开发了基于ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＷｉｎｄｏｗｓ的ＣＡＤ软件包ＥＦＩＬＴＥＲ．利用这个软件包分析了各类Ｅ面滤波器，所得结果与其它方法计算结果和实验数据吻合甚好．此外还分析了几种新的Ｅ面结构滤波器．

性能优良的新型E面金属膜片波导滤波器

针对目前一般的E面金属双膜片波导滤波器虽阻带性能优良却存在带宽较窄的缺点 ,对E面金属双膜片结构进行了分析。提出了一种在保持金属双膜片结构优良性能的基础上实现较宽带宽的E面结构。据此设计了一个阻带性能优良的Ka波段波导滤波器。

一种结构紧凑的毫米波波导滤波器的设计

提出了一种新颖的毫米波波导滤波器的设计方法,以常用的H面膜片波导滤波器为基础,配合并不常用的基于磁耦合原理的波导同轴转换,从波导短路端面引入E面耦合环,使输入输出方向在一条直线上,并将两者做一体化设计,在保证良好性能指标的情况下,结构设计更为紧凑,体积更小。该设计保证了在星载或机载设备上空间结构受限的情况下,器件安装与电缆连接的便利。借助HFSS全波电磁场仿真,成功地运用在中心频率30GHz毫米波波导带通滤波器的设计上,使设计方法更为简便实用。

改进遗传算法在E面波导滤波器设计中的应用

由于遗传算法表现出良好的全局搜索性能 ,因此本文将其应用于高性能E面波导滤波器的设计中 .针对传统遗传算法所存在的局部搜索能力差的缺点 ,本文在并行遗传算法的基础上 ,通过将原有群体划分为多个子群体 ,利用多个子群进行局部极值点的搜索 ,并利用群间迁徙 ,使改进后的算法收敛速度平均提高了 2～ 3倍 .数值实验表明算法具有较快的收敛速度和较好的全局搜索性能 。

波导滤波器的等效电路模型及实验研究

建立同轴腔加载波导滤波器系统的等效电路模型,在波导短路端面与同轴探针弱耦合状态下,通过求解回路方程组得到3个谐振频率点,分别对应π/2模、0模和π模,频率间隔决定于耦合系数.强耦合状态下,该模型仅存在1个谐振频率点,波导只起传输信号及滤波作用.通过实验测量波导滤波器系统正向传输系数曲线,在弱耦合状态下获得3个谐振频率点,强耦合状态下仅存在1个谐振频率点,结果与理论分析一致.

高带外抑制特性微波陶瓷波导滤波器的设计

介绍了陶瓷波导滤波器的设计理论,采用耦合通槽分别与浅、深耦合盲孔的组合结构来满足正、负耦合带宽要求,通过调整3~6腔体的交叉耦合来改善滤波器传输曲线的对称性,同时实现滤波器近端和远端的带外抑制,在此基础上设计了一款5G基站用六腔陶瓷波导滤波器。在该滤波器的优化过程中,详细讨论了3~6腔体交叉耦合通槽的相对位置偏移量和交叉耦合通槽的长度对滤波器传输零点位置、近端和远端带外抑制特性的影响,并给出了相关的变化规律。经优化后滤波器性能指标如下:中心频率为3.5 GHz,工作带宽为200 MHz,插入损耗≤1.2 dB,回波损耗≥17 dB,近端带外抑制≥25 dB,远端带外抑制≥51 dB。根据仿真模型结构参数制备得到的样品,其性能测试结果与仿真结果吻合良好。

基于模式匹配法的波导滤波器分析

采用模式匹配法对波导滤波器的不连续性进行了分析,给出了模式匹配法分析波导滤波器的基本步骤,并用Matlab编写了用于计算波导滤波器S11和S21参数的模式分析程序,最后对波导对称H面膜片滤波器的S11和S21参数特性进行了计算,并对仿真结果进行了分析,总结了应用模式匹配法分析波导滤波器时应注意的一些问题。

基于散射参数法的波导滤波器设计

介绍一种用散射参数准确设计波导滤波器的方法,并给出一个滤波器设计实例和仿真结果。设计时先对滤波器结构进行分析,采用微波网络综合以及滤波器设计理论计算出腔间耦合结构散射参数的理论值,并给出相关设计公式以及具体仿真方法。用高频结构仿真软件(HFSS)进行仿真时,对滤波器耦合结构和谐振器单元逐步进行仿真,再对进行整体仿真完成设计,仿真结果与理论值符合较好。散射参数法设计波导滤波器,可以提高设计效率,缩短研制周期。

Ka波段波导滤波器的设计

采用高精度三维电磁场分析软件对电感膜片建模,并与等效电路相结合设计波导带通滤波器。实验结果表明,样品测试结果与仿真结果基本吻合,该方法不仅适合波导滤波器设计,也适合其它谐振器耦合结构滤波器的设计。

基于频变耦合结构的波导滤波器设计方法

针对传统波导滤波器设计中没有考虑耦合结构频率特性导致带宽设计较窄问题,提出了一种基于频变耦合结构的波导滤波器设计方法,该方法将耦合结构等效为一个频变的阻抗变换器,通过等效电路变换将变换器频变特性的影响转换为对谐振腔电抗斜率参数的影响。最后,通过一个宽带波导滤波器的设计实例验证了该方法的有效性。

基于阻抗变换器的双模圆波导滤波器设计方法

提出一种基于阻抗变换器的双模圆波导滤波器设计方法,将腔体之间的耦合机构和同一腔体简并模式之间的耦合机构用阻抗变换器模型等效,采用全波仿真软件逐级确定耦合结构和调谐结构尺寸的仿真策略,避免耗时的全波仿真优化,并通过一个双模圆波导滤波器的设计实例验证该方法的有效性和准确性.

边带衰减陡峭的5模波导滤波器

利用一模提取衰减极点的方法在多模波导滤波器里实现了衰减陡度很高的类椭圆函数滤波器。其实验件的实测特性与理论计算特性吻合较好。

消失模波导滤波器的新结构

在已有的消失模波导滤波器设计理论的基础上 ,使用了两个错开又互相垂直的单杆或双杆并联容性元件和一个“45°”耦合螺钉的新结构 ,设计了二阶消失模波导滤波器 ,并以此结构作为一个基本单元 ,研制了四阶的椭圆函数滤波器。其高频仿真软件HFSS仿真的电性能和实测的实验件电性能良好。该结构可以扩展设计多种函数的小型多阶的消失模波导滤波器。

基于小生境粒子群优化的E面宽带波导滤波器设计

针对传统综合法和模式分析法宽带E面滤波器结构设计中,精度低,计算量大的问题,提出一种基于改进粒子群优化的宽带E面波导滤波器设计算法。该算法首先采用传统方法得到滤波器大概尺寸,并以此为中心设置粒子群算法搜索域,然后,基于S参数设计适应度函数,采用基于小生境粒子群优化的模式匹配法对结构尺寸寻优计算,并最终获得最优滤波的结构尺寸。仿真和实验表明,本文优化方法可快速获得宽带E面滤波器的尺寸,滤波器插损低且阻带抑制高。

基于新型谐振柱的高频波导滤波器的设计

为了减小加工误差对高频滤波器性能的影响,设计并加工了一款基于新型谐振柱的高频波导滤波器。首先设计了一个两腔波导滤波器,然后通过给腔内的方形脊两侧加载梯形凸台完成了滤波器的设计。运用Ansoft HFSS软件对滤波器进行了模型仿真和参数优化。仿真优化结果显示,滤波器中心频率为104 GHz,带宽约为3 GHz,插入损耗小于0.1 dB,回波损耗大于25 dB,且梯形凸台的加载有助于增强腔间耦合,将加工误差影响减小为原来的一半。最后用微电子机械系统(MEMS)工艺完成了滤波器的加工并对其进行了测试,测试结果与仿真结果大致吻合,为高频滤波器的设计和加工提供了参考。

一种大功率宽带毫米波波导滤波器

介绍了一种毫米波频段的大功率波导滤波器,综合出其四阶耦合矩阵,采用矩形波导膜片方案仿真设计,得到了中心插损小于0.3dB的宽带波导滤波器。并对该滤波器在常压和真空环境下所能承受的功率进行了分析,试验结果表明该滤波器具有尺寸小,便于加工调试,可用于星载大功率环境的优点。