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。

一种E面波导枝节加载型移相器

文中介绍了一种E面波导枝节加载型移相器的设计和制造。该移相器为F波段45°固定移相器,主通道采用三阶E面短路波导枝节加载结构。为了方便测试和未来应用,研制了F波段E面波导90°相移电桥功分器,一路为参考通道,另一路加载45°移相器的移相主通道。对功分器的两通路进行了对比测试,测试结果表明两通道在100~110 GHz频段内,相位差45°±2°,差损值低于0.4 dB。

基于枝节加载谐振器的双频滤波功分器设计

无线通信系统中,滤波器用于滤除带外干扰信号,功分器用于实现将一路信号分成多路信号,二者广泛应用于射频/微波系统的接收之路前端。滤波功分器作为新型功能融合性器件,可以同时实现频率选择和功率分配的功能,并且能显著减小器件尺寸。本文对滤波功分器设计进行了研究,基于枝节加载谐振器设计了两款双频滤波功分器,滤波功分器采用了四个枝节加载谐振器以替代传统Wilkinson功分器的两段四分之一波长传输线,实现了双通带响应。引入了三个传输零点,两个通带内回波损耗都优于20dB,实际插入损耗小于1dB,隔离度优于10dB,仿真结果良好。

新型多阶跃枝节加载双频带通滤波器

提出一种新型的、各中心频率可调的多阶跃枝节加载双频滤波器,该微带双频滤波器采用多阶跃阻抗结构,通过增加更多的自由度来调节中心频率.由于谐振器为对称结构,所以采用传统的奇-偶模分析方法.通过调整阶跃阻抗的阻抗比和电长度,可以很容易获得一个可独立调节各个中心频率的双频滤波器.该滤波器工作在2.44 GHz(WLAN)和3.50 GHz(WiMAX)这两个频段,3 dB相对带宽分别为6%和2.6%,测试结果和仿真结果基本吻合.

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.

基于T型枝节加载SIR的双频微带滤波器的设计

针对当前通信系统需要滤波器支持多频段、小型化和高性能等要求,提出了一种基于T型枝节加载SIR的频率独立可控双频微带滤波器结构.针对该谐振器,利用提出的特殊电耦合结构实现滤波器的小型化,并引入零度馈电结构构造传输零点来改善阻带抑制,最终得到覆盖WLAN2.4GHz和WLAN5.2GHz两个频段且占用尺寸仅为16.5mm×21.7mm的双频微带带通滤波器.由仿真结果显示,两个通带的中心频率分别为2.45GHz和5.2GHz,带内最小插入损耗分别为0.35dB和0.47dB,带内最小回波损耗分别为-44dB和-34.8dB,3dB相对带宽分别为28.9%和11.3%,阻带抑制也因引入三个传输零点而大大改善.该滤波器结构整体尺寸小、插损低、频带宽且带外抑制特性好,具有一定的实际应用价值.

基于孔耦合和枝节加载谐振器的双通带带通滤波器

为了适应未来无线通信多制式集成的发展需求,提出一种滤波性能优良、中心频率和带宽均独立可控的双通带带通滤波器。孔耦合通过两个谐振器之间的金属化通孔结构形成谐振器之间的磁耦合机制。枝节加载谐振器是在传统二分之一波长微带谐振器的中间加载短路或开路枝节,以形成两个谐振频率独立可控的双模谐振器。结合这两种技术,设计了一种性能优良的、两个通带中心频率和带宽均独立可控的双通带带通滤波器,并通过仿真和实验测试双重手段对其进行了验证,仿真和测试结果吻合良好。结果表明:所设计的双通滤波器两个通带中心频率分别为3.9和6.2 GHz;相对带宽分别为6.4%和5.6%;带内插入损耗分别为1.0和1.6 dB;带内回波损耗分别为20和14 dB。双通带滤波性能良好。所提出的双通带滤波器可适用于未来多制式集成无线通信系统。

基于开路枝节加载SIR的双频滤波器和滤波天线设计

在传统SIR的基础上,通过在谐振器中心加载开路枝节形成双模谐振器,并由邻近缝隙耦合馈电引入传输零点,设计出一款双频滤波器。在此滤波器基础上,将双频天线作为滤波器的第三阶谐振器,实现双频滤波天线的设计。利用奇偶模理论分析其谐振特性,将新型谐振器进行耦合,最终得到了中心频率为2.45 GHz/5.2 GHz、插入损耗为0.96 dB/1.16 dB的双频滤波器;以及中心频率为2.45 GHz/5.2 GHz,最小反射系数为-14.7 dB/-18.7 dB、最大增益为3.5 dBi/2.7 dBi的双频滤波天线。该双频滤波器和滤波天线结构简单,效果良好,具有一定的工程应用价值。

基于枝节加载多模谐振器的电调微波滤波器设计

针对认知无线电技术对射频微波滤波器的新要求,提出了一种基于枝节加载多模谐振器的电调微波滤波器;该电调微波滤波器由一个枝节加载微带多模谐振器和变容二极管组成,实现了滤波器的小型化;在分析枝节加载微带多模谐振器的基础上,通过在微带谐振器两端和加载枝节上加载变容二极管的方法,设计了枝节加载的电调多模微带谐振器,并提出了复杂微带谐振器谐振特性的分析方法;采用源和负载耦合的方法在通带右边引入一传输零点;通过在源和负载端放置耦合线的方法,提高了滤波器的通带选择性;针对滤波器带外衰减小的问题,引入一种新型的频变馈电结构,改善了滤波器的带外衰减特性;通过优化仿真确定了电调滤波器的尺寸参数;仿真验证了该滤波器的特性,当变容二极管的可调范围为2~10 pf时,滤波器的频率可调范围为2.10~2.40 GHz,频率变化范围为300 MHz。

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。

偶模耦合强于奇模的枝节加载双模滤波器研究

研究了偶模耦合强于奇模的枝节加载双模滤波器,利用传输零点表达式推测了此类型双模滤波器的固有传输零点分布规律,然后通过各信号通路的相位关系推测了引入源与负载之间直接耦合(S-L Coupling)的附加传输零点的分布规律。最后利用矩阵理论验证了偶模耦合强于奇模的枝节加载双模滤波器4种情况的正确性。从而使枝节加载双模滤波器理论趋于完备。

基于改进的方环枝节加载谐振器的三通带滤波器

基于改进型的方形环枝节加载多模谐振器,设计了一款可用于LTE系统和WLAN系统的三通带滤波器.与传统的方形环枝节加载多模谐振器相比,通过引入阶跃阻抗谐振器的概念,使滤波器的设计具有更高的自由度.实验结果表明:该滤波器的工作频段可以覆盖LTE和WLAN频段,有较高的实用性.

基于扇形枝节加载谐振器的超宽带滤波器

该文提出了一种基于新型扇形枝节加载谐振器的改进上阻带特性的小型化超宽带带通滤波器。该新型多模谐振器由一根高阻微带线上连接三对扇形分流枝节组成。适当调节扇形枝节的尺寸,扇形枝节加载谐振器的谐振频率可以粗略的放置在超宽带频段内(3.1～10.6GHz)。为了加强耦合度,在滤波器的输入和输出端使用了交指型耦合馈线。此外还给出了该滤波器的设计方法和步骤。最后,给出了滤波器的设计和拓扑结构。测量结果和全波仿真结果有很好地一致性。

枝节加载的双模微带滤波器设计

为了实现滤波器的小型化和高性能,研究了中心枝节加载的E型双模谐振器的谐振模式与传输零点的产生机理,发现可以通过控制奇偶模的频率关系来设置传输零点的位置。基于此分析设计了几款不同的带通滤波器来验证该结论,通过引入合适位置处的传输零点设计制作了结构紧凑、频率选择性好、带外抑制能力强的双工器和双模双通带滤波器。结果表明通带外的零点测量位置和仿真结果基本吻合,该方法能够应用到微波电路的设计中。

开路枝节加载双模微波滤波器研究

为了使信道中微波滤波器更加小型化,双模滤波器逐渐成为研究热点,综合研究了源与负载间存在耦合的开路枝节加载双模滤波器的频响规律。通过传输零点理论推测了此类双模滤波器固有传输零点的分布规律,通过各通路信号的相位关系,在理论上推测了附加传输零点的分布规律。通过2种该类型滤波器实例验证了理论推测的正确性,使该类型滤波器趋于完备。

枝节加载的高性能双模双频段滤波器

随着通信产业的蓬勃发展,双频段无线通信系统对双频段滤波器的要求愈来愈高。实现滤波器的带宽和中心频率可控且保持良好的阻带特性一直是难以解决的问题。该文提出了一种采用枝节加载双模开环谐振器设计的微带双模双频段滤波器。该双模双频段滤波器是通过两个工作在不同频段的单频段双模滤波器并联而成的,因此滤波器两个频段的带宽和中心频率是独立可控的。在滤波器的设计中,采用延长耦合馈线的方法实现了过耦合,进而达到了抑制寄生通带的效果。最后,设计了一个工作在2.4/3.5 GHz的应用于无线通信领域的双频段带通滤波器,并对其进行了加工和测量。测量结果和仿真结果的良好吻合验证了设计理论的合理性。

一种过孔和枝节加载的带通滤波器设计

为实现射频电路小型化,提出采用具有通带特性的过孔为主体结构、加载开路枝节以及短路枝节谐振器的设计方法,实现一种新型带通滤波器。在仿真优化的基础上进行实物加工测试,实物体积为40 mm×20 mm×0.9 mm,实测结果表明,该滤波器的工作频带为1.36~2.83 GHz,相对带宽70.2%,通带内插入损耗小于1.5 d B,带内回波损耗小于-15 d B,带外最大抑制小于-40 d B,实测结果和仿真结果吻合良好。

基于枝节加载开环谐振器的带阻滤波器设计

提出了一种具有良好谐波抑制功能的双枝节加载开环谐振器,加载枝节采用均匀阻抗结构,与同尺寸的开环谐振器相比,结构更紧凑,能够更好地抑制寄生模,而且可以达到更低的谐振频率。分析了加载枝节参数对带阻滤波器抑制二次谐波的影响。通过在加载的双枝节间引入集总可变电容,可以使谐振器具备谐波抑制性能的同时,实现中心频率可调的功能。基于双枝节加载环谐振器设计出一种可调带阻滤波器,中心频率可以在900MHz^2.65GHz范围内调节,而且最低寄生阻带能够抑制到8GHz。

枝节加载型微带均衡器设计

在微带均衡器设计中,目标曲线具有随机多样的特点。应用普通的开路或者短路谐振枝节,能在一定程度上拟合出目标曲线。但是由于这种谐振枝节可调变量较少,导致设计均衡器时难度较大。本文提出的枝节加载型均衡器是在原有枝节上添加额外的枝节,使得在均衡曲线没有较大变动的情况下,对其形状进行轻微改动。并且在此基础上提出了简化模型开短路枝节均衡器,该模型通过输入阻抗分析,能够大大简化均衡器设计优化。理论推导和仿真结果都验证了这种均衡器的可行性。

基于枝节加载谐振器的新型三频带通滤波器设计

提出了一种新型平面三频带通滤波器,该滤波器由一个加载短路枝节的阶梯阻抗谐振器,一对加载开路枝节的背靠背E型谐振器,以及包含源负载直接耦合的馈电结构组成.所采用的枝节加载谐振器的多模工作特性使滤波器的体积大大减小,同时每个通带的位置及其耦合特性都能够独立调谐.另外,通过源负载直接耦合引入通带两侧的传输零点,实现了滤波器良好的频率选择性.最后设计并加工了一款高选择性小型化三频带通滤波器,其三个通带的中心频率分别为2.0GHz,3.95GHz和6.35GHz,插入损耗均小于2.5dB,带内回波损耗均优于14dB,实验结果与仿真结果吻合良好.