具有多传输极点的枝节加载双通带宽带滤波器

为了实现频谱资源的最大化使用以及保证现代射频系统的高速通信,多通带的射频器件以及宽带系统成为未来的无线通信发展趋势。设计了一个基于平面微带线的双通带宽带滤波器,该滤波器由七对特征阻抗各不相同的微带线组成,其中包含多对开路、短路枝节。通过奇偶模等效方法对其进行零极点分析后,该滤波器具有8个传输极点,均匀地分布在两个通带内,测量的两个通带相对带宽分别为102%和20%,两个通带的中心频率频比达到了4.7。此外,首个通带内的回波损耗大于20 dB,第二个通带内的回波损耗则优于15 dB,实验测量结果与仿真结果吻合良好。

基于短路λ/4谐振器对的双通带可调滤波器

为了实现动态的频率控制,设计了一款双通带可调滤波器。通过改变变容二极管电容,使通带的中心频率发生移动,并且该滤波器的2个通带在调谐过程中相互独立。通过在源与负载之间引入容性耦合,在靠近滤波器每一个通带的两侧各产生1个传输零点,共有4个传输零点,从而提高了带外抑制性。最终制备并测试的双通带滤波器低频通带中心频率在1.40~1.49 GHz之间连续可调,高频通带中心频率在2.10~2.24 GHz之间连续可调,2个通带的插入损耗均低于2.6 dB,回波损耗均高于10 dB,能够满足目前对滤波器小型化、多频段、高性能的要求。

基于阶梯阻抗谐振器的双通带移相器

提出了一种基于多模谐振器的双频带移相器,移相效果设定为180°。该移相器由主线和参考线构成,主线为阶梯阻抗多模谐振器通过耦合的方式进行级联,参考线为特性阻抗为50欧姆的均匀传输线。利用奇偶模分析法对所提出的移相器的幅度特性和相位特性进行分析,并利用其高次谐振频率构成第二通带。与传统的移相器相比,该移相器具有频带宽,尺寸小的显著优点,并且可以在两个频段实现固定相移。

基于零度馈电的共面波导双通带滤波器

为了满足工作在多频段的通信系统的需求,提出了一种零度馈电结构的共面波导双通带滤波器。利用共面波导不连续性结构生成第一通带,再采用零度馈电结构激励开路枝节生成第二通带。滤波器第一通带中心频率为1.2 GHz,带宽为300 MHz,带内插入损耗优于0.15 dB。第二通带中心频率为2.45 GHz,带宽为250 MHz,带内插入损耗优于0.43 dB。滤波器带外有四个传输零点,提高了通带隔离度、选择性和阻带抑制性能。对滤波器进行了加工与测试,实测结果与仿真结果基本一致,验证了设计的有效性。滤波器结构简单,尺寸较小,仅为0.16λg×0.16λg,对于工作在北斗导航B2/B3频段和ISM频段的通信系统有一定的应用价值。

双通带三维频率选择表面设计及分析

为了满足现代通信设备双频带的要求,提出了一种双通带三维频率选择表面(Three Dimensional Frequency Selective Surface,3D FSS)。所提出的3D FSS单元结构是由平行平板波导(Parallel Plate Waveguide,PPW)结构和方同轴波导(Square Coaxial Waveguide,SCW)结构组合而成。在PPW传播路径中,通过加载金属通孔和环形槽,构成2个相同的1/4波长谐振器,在电磁耦合作用下产生二阶低频通带;环形槽处不连续性引起的电磁波反射引入一个传输零点。在SCW传播路径中,通过加载环形槽,构成2个相同的短SCW谐振器,耦合产生二阶高频通带。通过对传输零极点处的电场矢量分布和设计参数进行分析,阐明了3D FSS的工作机理。仿真结果显示,该3D FSS的低频和高频通带3 dB相对带宽分别为10.74%和6.89%,通带比为1.32,单元结构的电尺寸为0.13λ_(0)×0.13λ_(0),具有双极化特性,在0°~40°具有良好的角度稳定性。

自均衡双通带微带滤波器综合与设计

本文介绍了一种利用复传输零点设计自均衡双通带滤波器的方法,并用开环微带谐振器实现该滤波器电路.利用全波仿真软件,设计了一个12阶双通带自均衡高温超导薄膜微带滤波器.仿真结果显示该滤波器两个通带分别为2.631～2.679GHz,2.781～2.829GHz,阻带为2.681～2.779GHz,平坦的群时延占整个带宽60%以上.

基于奇偶模分析法的四模谐振器结构的双通带带通滤波器设计

提出了一款基于四模谐振器的新型双通带带通滤波器.设计的四模谐振器基于微带线结构,由四个开路枝节和一个短路枝节组成.两次采用奇偶模分析法对该四模谐振器结构进行分析.该四模谐振器的每个模式能够实现独立调节,同时每两个模式形成一个通带.采用源与负载耦合的馈电方式,提高滤波器的带外抑制性.该滤波器具有四个传输零点和四个传输极点.测试结果表明,该双模双通带滤波器工作于2.08GHz和6.07GHz,3d B带宽分别为11.06%和7.74%.设计的滤波器具有紧凑的结构,只有0.28λg×0.11λg大小.

双层基片集成波导双通带滤波器设计

根据频率变换法的双通带滤波器综合理论,采用矩形基片集成波导谐振腔作为基本谐振单元,通过谐振器之间直接耦合设计了一种双层结构的双通带基片集成波导滤波器,利用Ansoft HFSS建立滤波器模型并进行全波仿真。仿真结果表明,两个通带内回波损耗均大于20 dB,插入损耗小于0.5 dB,通带之间的阻带衰减特性良好,同时其尺寸压缩了约50%,较好地实现了滤波器的小型化,满足了工程需要的技术指标。

基于人工表面等离激元的双通带频率选择结构设计

本文提出了一种基于人工表面等离激元的频率选择结构的设计方法:将设计的频率选择表面和金属鱼骨结构阵列相结合得到一种新的频率选择结构.文中采用这种方法设计了一种具有陡截止和高透、高抑制性能的双通带频率选择结构.该结构由金属鱼骨结构阵列和上下两层相同的频率选择表面复合而成.通过仿真可得,该结构的两个通带频率范围分别是3.0-4.1和10.5-10.9 GHz,透射率均在-0.5 dB以上.透射率低于-10 dB的频率范围是4.7-9.2和12.1-18 GHz.在12.4-15.5 GHz频率范围内,该结构的透射率甚至低于-20 dB.在通带内,电磁波可以高效地透过该结构;在阻带内,该结构对电磁波的透射具有较好的抑制作用.测试结果表明用这种方法设计出的频率选择结构的实际性能和仿真基本一致.在金属鱼骨结构空隙中填入轻质泡沫后该结构具有一定的力学承载性能,可以实现结构功能一体化的设计.

基于微带贴片谐振器的高选择性双模双通带带通滤波器的研究

本文提出了基于微带贴片谐振器的高选择性双模双通带带通滤波器及一种模式分析算法.首次利用该算法分析了微带贴片的模式组成,计算了导模场的闭式解.微带贴片的耦合馈线同时作为谐振单元构成第二个通带,减小了结构尺寸.全波仿真分析(full wave analysis)结果及测试数据表明,与现有的双模双通带带通滤波器相比,本文设计的滤波器传输零点个数增加了2倍,达到11个,带外抑制度达到20d B,带内插损较小,仅为1.2d B,抑制了寄生通带.同时设计的拓扑结构复杂度较低,利于滤波器的小型化.

一种Ku波段／毫米波波段独立双通带微型化频率选择表面

为了满足现代通信设备多频带及集成化要求，基于三屏耦合机制和双屏谐振机制，设计了一种在Ku波段和毫米波波段具有独立双通带、微型化和“矩形化”滤波特性的频率选择表面（FSS）.根据物理结构分析了其作用机理，并采用矢量模式匹配法计算了其传输特性.结果表明：该结构单元尺寸仅为第一通带谐振波长的0.104倍，具有微型化特征；第二通带在42.6 GHz和49.6 GHz时出现双峰，在47.4 GHz时出现-0.828 dB的“浅谷”，具有“矩形化”传输特性；两个通带间隔约30 GHz且相互独立，在0°~60°扫描范围内均具有良好的角度稳定性.这种多功能的FSS可以满足工程应用要求.

基于频率变换的双通带腔体滤波器的研究

该文基于频率变换的方法设计了两种结构的双通带的腔体滤波器,一种是通过谐振器之间直接耦合实现的;另一种是在谐振器之间引入交叉耦合实现的,从而达到产生传输零点的目的。首先根据设计指标,采用频率变换的方法,计算得到谐振器间的耦合系数和外部Q值,然后利用Ansoft HFSS建立同轴腔体滤波器的模型并进行仿真,仿真结果与ADS中等效电路得到的理论结果基本吻合,从而验证了这种方法的正确性。最后通过对级联型结构与交叉耦合型结构双通带腔体滤波器的比较,得出后者比前者具有更好的带外抑制特性。

应用于WLAN的加载对称H型枝节的双通带滤波器

提出了一种新型的可直接应用于无线通信WLAN的双通带微带滤波器。该滤波器通过在开环阶梯阻抗谐振器(SIR)上加载对称H型枝节的方式,实现其良好的双通带特性。对滤波器结构进行加工与实测,实测结果与仿真结果吻合良好。实测结果表明,该滤波器两个通带的中心频率分别位于2.4GHz和5.2GHz,满足WLAN(IEEE-802.11a/b/g)的应用需求。最后加工得到的滤波器尺寸为33.06mm×13.23mm,相对尺寸为0.26λg×0.10λg,具有小型化的特点。

小型化SIR同轴腔体双通带滤波器研究

基于频率变换技术的双通带滤波器综合理论,应用阶跃阻抗谐振器(SIR)的基本原理,在双通带滤波器设计中引入λg/4型SIR同轴腔体谐振单元,设计了一种交叉耦合型拓扑结构的小型化同轴腔体双通带滤波器,相比于实际长度λg/4的传统滤波器,尺寸压缩了约50%。仿真结果显示,两个通带内回波损耗均大于20 dB,插入损耗小于0.1 dB,通带之间的阻带衰减特性良好。该滤波器的两个传输零点提高了阻带抑制度,满足了通信系统对滤波器小型化、低插损、高选择性的要求,能够广泛应用于双频带通信系统。

基于同步参数提取的缺陷环双通带滤波器设计

采用同步参数提取法设计了一款嵌套式缺陷开口环双通带滤波器。首先根据设计指标得到两个单通道的耦合系数与外部Q值,然后以嵌套式缺陷开口双环为基本谐振单元,E型枝节作为公共外部馈线,采用同步参数提取技术分别提取出双环的谐振频率、耦合系数和外部Q值,最后实例设计了2.65GHz/4.65GHz紧凑型双通带滤波器,中心插损小于1.5dB,回波损耗大于20dB。

多传输零点基片集成波导双通带滤波器

提出一种新型的基片集成波导(substrate integrated waveguide,SIW)双通带滤波器.该滤波器由2个不同中心频率、不同带宽的滤波器组成,共用输入输出端口,并采用矩形基片集成波导谐振腔结构,通过在源与负载之间引入电耦合产生多个传输零点,从而大大提高了滤波器的选择特性.设计了一款工作在Ku波段的基片集成波导双通带滤波器,两通带带宽分别为220和120 MHz.利用Ansoft HFSS建立滤波器模型并进行全波仿真.仿真结果表明,该滤波器带外衰减陡峭,结构紧凑.实测结果与仿真结果吻合良好.

一种基于DGS结构的新型双模双通带滤波器

提出了一种新颖的基于缺陷地结构(DGS)的双模双通带滤波器。该滤波器由印制板顶面的一个方形谐振单元和另一个巧妙嵌入在印制板底面DGS中的方形谐振单元并联构成,具有结构紧凑、易于加工的特点。每个谐振单元都具有双模单通带传输特性,可通过公共馈线同时激励实现双模双通带滤波。两个谐振单元的谐振频率相对可调,提高了设计上的灵活性。为减少辐射损耗并改善高频通带插损,使用准共面波导缺陷地结构对底面谐振单元进行了改进。最后,实验制作了两种双模双通带滤波器,测试结果与仿真结果吻合较好。

SIR交叉耦合双通带腔体滤波器

根据频率变换,以阶跃阻抗谐振器作为腔体滤波器的基本谐振单元设计了一种带有交叉耦合的双通带腔体滤波器.根据设计指标,用频率变换方法得到双通带腔体滤波器的设计参数,利用三维仿真软件HFSS对双通带滤波器进行建模并仿真.仿真结果与ADS中原理电路得到的理论结果基本吻合,证明了该方法的可行性.仿真结果还表明,不仅滤波器的实际尺寸明显减小,而且由于引入了交叉耦合,滤波器的带外抑制能力得以提高,满足了滤波器体积小以及带外选择性好的设计要求.

共面波导馈电的小型化双通带滤波器

提出了一种采用共面波导馈电的小型多模双通带平面滤波器,该滤波器采用内部嵌套的多模谐振器缩小了电路尺寸,利用奇偶模分析方法和弱耦合激励的方式分析了该多模谐振器的谐振特性,并依此推导出其谐振频率与物理尺寸的相互关系。为了满足滤波器的馈电,端口耦合并实现小型化,引入了异面共面波导馈电结构。文中给出了四个谐振模式的分析以及两个通带中心频率和带宽的控制机理,实现了滤波电路的频率和带宽的独立控制。最终实现了中心频率为2.39GHz和4.34GHz,相对带宽分别为8.8%和13.4%的双通带平面滤波器。该滤波器中心频率和带宽独立设计可控,而且谐振器尺寸大小仅为0.09λg×0.09λg。本文所设计的滤波器结构简单、尺寸小,通带间隔离度较高、易加工制作,具有较高实用价值。

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。