一种新型多层八分之一模基片集成波导滤波器小型化研究

为进一步解决基片集成波导滤波器小型化问题,提出并设计了一种新型多层八分之一模基片集成波导(eighth-mode substrate integrated waveguide,EMSIW)滤波器。利用高频电磁仿真软件Ansoft-HFSS建立滤波器模型并进行仿真,仿真结果表明其性能较好,相对带宽为23.6%,尺寸相较于原始谐振腔减小了87.5%,较好地实现了基片集成波导滤波器的小型化。

双/三模基片集成波导和共面波导混合结构滤波器设计

针对微波带通滤波器小型化、高性能的应用需求,提出使用双/三模方形基片集成波导和共面波导混合结构设计带通滤波器.通过改变双模基片集成波导中TE_(102)和TE_(201)的谐振频率和外部耦合的强弱,可实现具有近似椭圆、非对称和无传输零点响应的双模滤波器;两个相同尺寸的共面波导作为谐振器蚀刻在基片集成波导表面,与TE_(102)和TE_(201)共同形成一个通带,设计具有多样性响应的四阶滤波器.在具有非对称响应四阶滤波器的基础上,使主模TE_(101)频率移动到该通带附近,设计更宽带宽的五阶滤波器.并对设计的滤波器进行加工和测试.测试结果与仿真结果吻合,表明了该混合结构设计高性能滤波器方法的可行性.

半模基片集成波导(HMSIW)三分贝功率分配器

基片集成波导(SIW)具有损耗低、性能好、易于集成等优点,作为一种新型的导波技术已经被广泛地用于微波与毫米波电路。但是对于微波低频段,基片集成波导器件的尺寸偏大。最近,一种新的导波结构——半模基片集成波导(HMSIW)被提出。与基片集成波导相比,半模基片集成波导保留了基片集成波导的优点,同时在尺寸上缩小近一半,损耗也更低。本文提出了两种结合半模基片集成波导与基片集成波导技术的三分贝功率分配器,仿真结果与实验结果一致。

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。

基于半模基片集成波导的新型带通滤波器研究

在半模基片集成波导上嵌入互补开环谐振器结构,设计了一种结构紧凑的新型带通滤波器.该结构允许低于截止频率以下传输正向波,利用具有高通特性的半模基片集成波导和互补开环谐振器组成具有带通特性的滤波器,通过改变互补开环谐振器结构参数,非常容易调节带通滤波器通带频率,利用该特性可以更容易实现任意通带微波滤波器.该滤波器具有体积小巧、损耗低、易制作、方便与其他电路集成等优势.

一种LTCC小型化双重折叠1/4模基片集成波导滤波器设计

提出了一种新型基于低温共烧陶瓷技术的双重折叠四分之一模基片集成波导谐振腔结构,并利用该谐振腔设计了一种垂直排布腔体的两阶滤波器。由于采用了LTCC技术、半模技术以及折叠技术,滤波器的尺寸得以大幅减小,与原始腔体相比,面积减小了大约93.75%。滤波器工作在1.55GHz,插入损耗1.2dB,回波损耗小于-11.5dB,性能较好。

一种基于基片集成波导的小型化双工器设计

本文设计了一款基于基片集成波导的小型化双工器。双工器由两个带通滤波器并联构成,公共部分采用微带T型枝节。和传统的利用半模、四分之一模矩形谐振器设计滤波器相比,本文中通过在三分之一模三角形谐振器上加载缺陷地结构的方法能够使得滤波器的尺寸更小。为了验证双工器设计的有效性,对该设计模型进行了实物加工,实测结果能够和设计值保持较好地吻合。

一种小型化基片集成波导滤波器的设计与实现

提出并设计了一种双重折叠四分之一模基片集成波导(double folded quarter mode substrate integrated waveguide,DFQMSIW)滤波器,滤波器通过在中间金属层开槽实现腔体间的耦合。相比于四分之一模基片集成波导滤波器,DFQMSIW滤波器的平面面积减小了约四分之三。理论、仿真和测试结果表明,该滤波器具有损耗小、易集成等优点,在设计小型化微波滤波器方面具有一定的参考价值。

基片集成波导宽带四路滤波功分器的设计

根据基片集成波导(substrate integrated waveguide,SIW)和传统矩形波导的等效关系,设计了一款基于SIW结构小型化的宽带四路滤波等功分器。通过同轴线在波导中心馈电,输出端口采用微带输出的方式,且输出等幅同相。四排金属孔将波导平均分成4个腔,腔体中同时存在3种模式(TE101/TE102/TE201),实现三模带通;利用感性孔的微扰抑制高次模(TE202),提高阻带性能。实测工作带宽不小于2.5GHz,中心频率10GHz。该四路滤波功分器具有体积小、制作简单、方便与其他电路集成等优势。

基于EMSIW-QMSIW小型化带通滤波器设计

为有效减小S波段基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)滤波器的尺寸和插入损耗,提出了一种基于四分之一模基片集成波导(Quarter-Mode Substrate Integrated Waveguide,QMSIW)和八分之一模基片集成波导(Eighth-Mode Substrate Integrated Waveguide,EMSIW)交叉排列耦合的小型化带通滤波器;并针对提高滤波器选择性和带外抑制水平,通过设计源与负载耦合,实现传输零点的引入。设计了一款小型化带通滤波器,中心频率为3.7 GHz,相对带宽为18.9%,仿真测得最小插入损耗为0.55 dB,带外抑制大于40 dB,且标准化尺寸仅为0.24λ_0×0.11λ_0。通过制作实物验证,测试与仿真相吻合。

基于正六边形QMSIW的小型化双通带滤波器设计

为满足多业务无线通信系统对射频器件高性能、小型化的应用需求,提出了一种基于正六边形四分之一模基片集成波导(QMSIW)加载对称微带开路枝节(MOS)结构的小型化双通带滤波器。利用两个QMSIW谐振腔的基模和一对MOS谐振器的准TEM模可分别形成两个相对独立的通带,测得该双通带滤波器中心频率位于5.39 GHz和10.12 GHz,3 dB带宽分别为11.48%和4.34%。通过模式交叉耦合、缝隙混合耦合在6.78,8.75和11.68 GHz处产生3个传输零点,显著提高了滤波器的选择性和带外抑制度。该滤波器有效尺寸约为0.63λ_(g)×0.34λ_(g),相较于传统设计减小了75%。最终的测试结果和仿真结果基本一致,证明了该设计方法的可行性。

基于EMSIW的多零点小型化滤波器设计

为改善基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)滤波器的有效尺寸和插入损耗,提出了一种新型的八分之一模基片集成波导(Eighth-Mode Substrate Integrated Waveguide,EMSIW)带通滤波器.采用八分之一模基片集成波导作为腔体,并使用双层PCB结构,可使滤波器较原始尺寸减少90%以上;利用其边缘效应,以缝隙耦合的方式实现电磁能量传输,改善插入损耗;通过设计腔体间的交叉耦合结构,使通带两侧处各引入一个传输零点,提高其选择性和带外抑制水平.仿真结果表明,滤波器的中心频率为3.9 GHz,插入损耗为1.06 dB,且有效尺寸仅为9 mm×9 mm,在0~8 GHz的频谱范围内带外抑制均大于40 dB.

基于QMSIW小型化带通滤波器设计

为有效减小X波段基片集成波导(SIW)滤波器的尺寸和插入损耗,提出了基于四分之一模基片集成波导(QMSIW)和共面波导(CPW)混合结构的小型化带通滤波器。为了提高滤波器的选择性和带外抑制,将两个CPW合并到两个级联的QMSIW谐振器中,由于两个CPW谐振器之间的耦合是电耦合,有助于产生两个传输零点,因而具有较高的选择性。该小型化滤波器尺寸仅为8.1 mm×15.4 mm,中心频率为8.7 GHz,相对带宽是16.1%,仿真测得插入损耗为0.83 dB,带外抑制大于40 dB。