基于新型互补开环谐振器的基片集成波导滤波器

设计了一种新型的互补开环谐振器(Complementary split ring resonators,CSRR),研究了新型CSRR应用在基片集成波导(Substrate integrated waveguide,SIW)时的频率响应。采用该结构设计并制作了两个SIW滤波器,其中心频率分别为5 GHz和6 GHz,带宽分别为800 MHz和2 GHz,设计和实测结果较为吻合。

互补开环谐振器低通滤波器的设计

为了改善滤波器的性能,提高滤波器的选择性,提出了互补开环谐振器(COLR).基于互补开环谐振器设计小型化平面低通滤波器,它由2个COLR单元及3条开路短截线构成.该滤波器具有低插损、良好的阻带特性和高选择性等特点,其选择性可达73.91 dB/GHz.最后,设计了一个小型化S波段的COLR微带低通滤波器,并进行了加工和测量,仿真和测量结果吻合很好.

基于非谐振节点的盒型拓扑结构基片集成波导滤波器设计

针对微波带通滤波器小型化、高性能的应用需求,提出使用单模和双模基片集成波导谐振器相结合设计广义切比雪夫带通滤波器.该结构可实现盒型拓扑结构,并且双模基片集成波导谐振器中的主模TE_(101)作为非谐振节点提供一条额外的交叉耦合路径,并能增加一个有限的传输零点;该结构不需要传统负耦合结构就能实现两个有限传输零点,并且该传输零点可以位于通带上方或下方,具有设计灵活的特点.为了进一步提高滤波器的选择性,研究了在四阶滤波器上蚀刻互补开环谐振器设计拓展的盒型拓扑结构滤波器,并实现五阶滤波功能三个有限传输零点.为了验证结构的合理性,设计了两款中心频率为10GHz的对称和非对称响应的四阶滤波器、一款中心频率为5.8GHz的五阶滤波器,并给出相应的含非谐振节点的盒型拓扑结构耦合矩阵进行验证,最后进行加工和测试.耦合矩阵响应、仿真和测试结果一致性较好,表明了该结构设计高性能滤波器的可行性.

基于CSRR结构的双陷波超宽带天线设计

设计了一个基于圆环型互补开口谐振环（CSRR）结构的双陷波超宽带天线。通过在超宽带天线的辐射体上蚀刻圆环形CSRR结构实现了双陷波特性，对CSRR结构实现陷波特性的机理进行了分析。测量结果表明，天线在超宽带系统3．1～11．0GHz工作频段内的电压驻波比小于2，在WiMAX和WLAN频带内具有良好的陷波特性。天线体积较小，便于加工，适用于超宽带天线单元。

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.

一种超介质液体浓度传感器的设计

为了解决传统传感器存在的尺寸过大,灵敏度受限的问题,利用超介质的非常规特性,设计了一种基于六边形互补开环谐振器(CSRR)的二元混合物浓度传感器,提出一种将微流体管嵌入该传感器中心的方式来检测少量样本。将3种二元混合物:甲醇-水、乙醇-水和甲醇-乙醇,分别以20%的步长配置出6种不同浓度和具有不同介电常数的溶液。通过分析仿真数据中谐振频点或谐振点深度与混合物浓度的关系,得出在工作频率为2~3 GHz时,设计的传感器对介电常数相差较大的甲醇-水、乙醇-水的灵敏度分别高达19.7 MHz/10%浓度、26.1 MHz/10%浓度。更值一提的是对介电常数非常接近的甲醇-乙醇的灵敏度也能高达7.5 MHz/10%浓度,并通过实验对仿真结果进行验证。此外,仿真并分析了不同的环个数和环形状(三角形、四边形、五边形、六边形和圆形)对S参数的影响,得出六边形为最优结构,并利用等效电路对传感原理和设计结构进行了理论分析。结果表明:所设计的传感器在最优结构条件下,具有高灵敏度、尺寸紧凑、非接触式传感、选择性高的特点,在多功能传感器应用领域具有巨大潜力。

基于双层扇形基片集成波导的双频平衡滤波器

提出了一种表面刻有一对互补开环谐振器(CSRR)的45°扇形基片集成波导谐振腔(SSIWR),设计并制作了一款结构紧凑且具有高选择性的双层双频平衡带通滤波器。分别利用具有带通特性的CSRR和谐振腔内的TM220模实现了差模双频响应;模式间的耦合以及缺陷地结构(DGS)的引入使得滤波器在通带附近产生4个传输零点,提高了带外抑制。此外,通过平衡结构以及优化的馈电位置,实现了良好的共模抑制。滤波器的中心频率为10.13 GHz和10.83 GHz,-3 dB带宽为140 MHz和150 MHz,两通带内的共模抑制分别超过了30.36 dB和29.87 dB,实测结果与仿真结果基本一致。

基于CSRR的带通滤波器小型化设计

介绍了一种新型的互补开环谐振器(Complementary Split Ring Resonators,CSRR),用此新型谐振器和1/4波长传输线变换器制作了波导带通滤波器。在此基础上为了使滤波器更小型化,设计了挡板结构,改进了滤波器的1/4波长传输线变换器。通过对两种结构的仿真比较得出,新型结构的滤波器在满足设计需求的同时,将波导长度减少了54.9%。所设计的新型结构可以在很大程度上缩小滤波器的体积。