短路枝节加载微带传输线滤波器设计方法研究

对于微带线滤波器为代表的传输线滤波器设计,给定技术指标,如何快速准确地确定其拓扑结构和结构参数是其中的关键。由于分布参数效应,导致传输线滤波器设计比较困难。针对一种短路枝节加载微带传输线滤波器,深入研究了其物理机制,给出了解析设计方法。首先导出了滤波器的传输矩阵,接着通过cot变换关系对传输矩阵进行变换,最后将其与根据技术指标综合得到的理想传输矩阵进行比对,从而能够快速地确定滤波器的结构参数初始值。为了验证所述设计方法,设计了一个中心频率为3.0 GHz,绝对带宽为2.0 GHz,回波损耗小于-20 dB的三阶带通滤波器实例,并进行了加工测试。测试结果表明,理论、仿真和测试结果相吻合,验证了设计方法的有效性。

面向毫米波MIMO的方向图去耦印刷偶极子天线

针对MIMO(Multiple-Input Multi-Output)多天线系统中因耦合导致的天线单元辐射方向图畸变问题,提出了一种基于短路枝节的方向图去耦方法。在偶极子辐射臂和地板之间引入的短路枝节可调节耦合单元辐射臂上感应电流的幅度和相位,进而对天线单元畸变的辐射方向图完成波束纠偏和凹陷修复,实现方向图去耦。在5G毫米波n260频段(37~40 GHz)设计、制作了1×4 MIMO印刷偶极子天线实物,实测方向图的最大辐射方向被纠正到正天顶,实测端口隔离度大于23.5 dB。实测与仿真结果吻合良好,验证了提出的方向图去耦方法的有效性。提出的方向图去耦的1×4毫米波MIMO印刷偶极子天线性能良好、易于实现,可应用于毫米波MIMO系统。

具有宽上阻带和双陷波的超宽带滤波器

基于偏置环形谐振器和加载电容器的缺陷地结构设计了一种具有宽上阻带和双陷波的超宽带滤波器。利用奇偶模分析法分析三阶接地短截线的传输极点与结构的对应关系,得到了一个具有五个传输极点的结构。通过采用三阶接地短截线结构和偏置环形谐振器的级联结构得到通带和宽上阻带,通带范围为2.95~12.24 GHz,相对带宽达到122%,上阻带大于10 dB,衰减范围至28.04 GHz。引入两个相同的H形缺陷地结构,并且在缝隙处焊接电容器,在2.69 GHz处共同产生传输零点来改善滤波器带外抑制特性。使用两个不同尺寸的半H形缺陷地结构分别在5.64 GHz和8.31 GHz处产生陷波,陷波衰减分别为16 dB和20 dB,提高滤波器的抗干扰能力。

用于金属表面的UHF RFID标签天线优化设计

UHF RFID标签天线置于金属表面会引起阻抗变化以及阻抗失配,因此为了减小金属表面的影响,提出一种用于金属表面的UHF RFID标签天线阻抗匹配优化设计方法。首先在折叠偶极子天线臂上附加短路段来调整标签天线的输入阻抗,通过粗略调节短路段的位置使天线和RFID标签芯片在金属表面达到阻抗的基本匹配,然后利用遗传算法优化得到天线最优的长度、宽度和短路段位置,使天线和RFID标签芯片在金属表面达到准确的阻抗匹配。所设计天线阻抗及方向图的仿真和测试结果表明该优化设计方法能够使RFID标签天线在金属表面正常工作。

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1.57 GHz(GPS),2.4 GHz(WLAN)和3.5 GHz(WIMAX),3 dB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.

一种新型超宽带小型化U型微带滤波器

提出了一种新型超宽带(UWB)小型化微带滤波器。这种结构采用多个短路支节并联于主传输线上,短路支节长度为四分之一波长。采用一种新型等效电路对其进行分析、模拟,其中的主传输线、并联支节线以及T型结、拐角、接地孔等不连续处均等效为相应的电路元件,并结合适当的U型电路变形。通过精确建模、仿真,使这种新型结构的滤波器具有更小的体积和更宽的通带。采用0.762 mm厚RT Duriod 6002板材实际制作一个通带为3～21 GHz的超宽带微带滤波器,尺寸为12 mm×21 mm×0.762 mm。该滤波器不仅体积小,且性能优良,其带内损耗小于2.1 dB,回波损耗优于-8.2 dB。实做通带2.96～21.01 GHz,带宽达150.6%,与仿真结果较为吻合,可以满足工程应用的需要。

短路枝节加载双模滤波器研究

综合研究了源与负载间存在直接耦合的短路枝节加载双模滤波器的频响规律。通过传输零点理论预测了此类双模滤波器固有传输零点的分布规律,通过分析各通路的信号相位关系,在理论上推测了附加传输零点的分布位置。最后通过两种滤波器实例验证了该类型滤波器应有的两种可能的频响特性,同时也验证了理论推测的正确性。

基于混合CPW和微带结构的超宽带滤波器

提出了一种新型的混合共面波导和微带结构的超宽带带通滤波器。通过将中间微带替换成交指耦合线,在下通带边缘产生一个传输零点,使得滤波器的选择性得到极大提升。此外,引入了耦合短路枝节以进一步提升其选择性和带外特性。实测结果表明,提出的滤波器具有不错的带内和带外性能。其具有陡峭的选择性,尺寸紧凑(0.49λg×0.47λg),插入损耗低,且上阻带宽。该滤波器的相对带宽达123%(2.75~11.55 GHz),回波损耗优于15 dB。并且,最终的加工实测结果和仿真结果基本一致。

基于开路短路短截线的紧凑型三通带滤波器设计

提出了一种基于微带传输线及加载开路短路短截线的三通带滤波器结构。该滤波器由两个二阶带通滤波器和一个三阶带通滤波器组成,它们可以独立设计。另外,通过调节相应短截线的长度可以独立控制三个通带的带宽。所设计滤波器的三个通带中心频率分别为2.25,4.2,6.23 GHz,-3 dB相对带宽分别为54%(1.55~2.76 GHz),8%(4.09~4.41 GHz),7%(5.98~6.40 GHz),插入损耗分别为0.24,0.33,0.52 dB。此外,该滤波器还具有结构简单、体积小、易于制造等优势。仿真结果与理论分析一致。

基于环形谐振器的平衡式带通滤波器

提出了一种基于多模环形谐振器实现的平衡式带通滤波器,其主要由加载了电阻和短路枝节的环形谐振器和两对平衡端口构成.所提出的滤波器能够以单个谐振器获得差模的双模响应,并且具有结构简单,共模抑制高,带宽可进行有限控制（4%～9%）的优点.为验证理论预期的可实现性,在RO4003C基板上设计了一个工作在1.87GHz的平衡式带通滤波器.实验结果表明该滤波器的20-dB阻抗匹配带宽为8.9%,中心频率处的插入损耗为0.86dB,在1～3GHz频率范围内的共模抑制大于30dB.

四分之一波长短截线超宽带滤波器的设计

本文简要介绍了短截线超宽带(UWB)滤波器的发展现状,简述了四分之一波长(λg0/4)短路短截线和开路短截线带通滤波器各短截线特性导纳的计算方法。利用matlab语言开发了综合短截线切比雪夫带通滤波器的程序,介绍了该程序的基本思路,提出了利用该程序与现有的微波CAD软件相结合设计切比雪夫超宽带滤波器的方案,该方案的主要特点是设计时间短精度高,从而大大提高了设计效率。最后利用实例加以说明,设计了一个中心频率为6.85GHz,相对带宽为110%的微带线超宽带滤波器。

多带外传输零点微带带通滤波器设计

设计了一种梳状微带平行耦合线窄带带通滤波器,仅应用两腔结构就实现了带外5个传输零点。通过微带线开路枝节,平行耦合线结构,以及馈电位置和两个梳状线谐振器之间的耦合,在通带附近引入了3个传输零点;四分之一波长平行耦合线接地短路结构,在带外高频产生额外两个传输零点,进而可有效抑制零点频率附近的杂波干扰。实测结果表明,设计的滤波器中心频率为2.38 GHz,相对带宽4.5%,对低频抑制大于22 dB,带外5个零点位置与计算仿真结果吻合很好。该新型滤波器结构简单紧凑,带外抑制高。

一种天线间的去耦结构设计

本文设计了一种天线间去耦结构,即用四个寄生元件来提高两个紧密贴片天线间的隔离度。这种寄生元件是由接地的短截线构成,引入额外的耦合与两个紧密天线间的耦合相互抵消,从而显著改善了紧密天线间的隔离度。通过仿真可以验证四个寄生元件对紧密天线间的去耦能力。仿真结果表明当天线间隙距离为0.12mm(0.023λ_0)时,寄生结构可以使天线间的隔离度在S_(11)<-10dB带宽内优于20dB,隔离度最大可以提高27dB。

基于毫米波的邦定线互连分析与补偿结构

Wire bond(邦定线)是固态毫米波系统的常用互连结构。邦定线寄生电感大,在毫米波频段,为了降低邦定线的感性失配对传输性能的影响,对邦定线的结构进行了建模仿真和特性分析;并在基板上设计阻抗补偿结构。通过增加短截线匹配结构优化了毫米波邦定线互连结构的性能,使得该结构在65 GHz～80 GHz频率范围内反射损耗小于-10 dB,插入损耗小于-1 dB。

RS-485总线分支线短路故障检测技术

文中讨论了RS-485总线的几种拓扑形式,分析了总线短路的几种故障模式.提出了一种基于电流检测的短路故障检测技术,并说明了它的工作原理,最后给出了实验结果.该技术可以有效提高基于RS-485物理层的串行高速总线的可靠性.

宽阻带小型化双频带通滤波器

文中提出了一种具有宽阻带的紧凑型双频带通滤波器,它采用了折叠短路枝节负载谐振器、紧凑型微带单元谐振器(CMRC)和阶跃阻抗谐振器结构。由于多个谐振器产生了五个可控传输零点(TZ),该滤波器实现了两个通带之间的良好隔离度以及宽阻带特性。制作并测试了尺寸紧凑的双频带通滤波器实验样品,测试结果显示,第一通带和第二通带的中心频率/插入损耗分别为0.66 GHz/0.8 dB和1.73 GHz/0.7 dB,阻带频率高达10.5 GHz,抑制水平超过15 dB。

Caloz等效参数提取理论修正及仿真验证

针对Caloz教授率先提出的交指电容、短截线电感的复合左/右手传输线实现形式,对其等效参数提取理论进行了修正,并通过实例详细进行了仿真验证及误差分析。正确的等效参数提取为其实际应用提供了理论指导。

基于RFID应用的微带线定向耦合器的设计

在传统微带线定向耦合器的设计中，由于耦合微带线的不均匀性及有不同的偶模和奇模相速度，导致耦舍器有较差的方向性。为研究满足无线射频识别（RFID）应用的耦合器，文章根据在耦合器的闲置耦合端口引入短路短截线线，使耦舍端口失配，大幅度提高耦合器的方向性的方法上，进一步研究改变短截线的结构尺寸，观察其对耦合器特性的影响，运用HFSS仿真软件进行频率扫描，给出设计优化的方法，确定短截线的最佳尺寸。运用这种技术设计了工作在2.3—2．5GHz的10dB微带线定向耦合器，并运用于无线射频识别阅读器，在频带范围内隔离度超过-50dB。

具有陷波特性的超宽带带通滤波器设计

提出了一种超宽带微带带通滤波器。该滤波器结构简单,仅由单级平行耦合线和两个对称的1/4波长的短路截线构成。连接至平行耦合线两端的短路截线在通带两端各产生一个衰减极点,增强了该超宽带滤波器的选择性。为了消除无线网络的干扰,在提出的滤波器结构上添加开路短截线,使该滤波器具有通带内陷波特性。利用电磁仿真软件进行优化仿真,本文设计的超宽带带通滤波器的通带范围为3.1~10.6 GHz,插入损耗小于1 d B,陷波频段为5.8~5.9 GHz,陷波深度达到–40 d B。

一种新型宽带环形滤波器设计

本文设计了一种基于带有两个半波长短路调谐枝节的双模环形谐振器的新型宽带滤波器。该滤波器能够在通带两侧各产生一个传输零点,使得滤波器的插入损耗在通带外的衰减非常迅速,从而提高了滤波器的频率选择特性。利用"奇、偶模理论"对双模环形谐振器进行了分析,并给出了传输零点的计算公式。结合传输零点公式和仿真软件设计出了一个中心频率为4.25GHz、3dB相对带宽为45%的宽带环形滤波器。仿真结果表明,该滤波器具有低插入损耗和良好的频率选择性等优点。