一种具有陡降特性的宽带带通频率选择表面结构设计

设计并分析了一种采用级联结构的双极化宽带带通频率选择表面(frequency selective surface, FSS)结构。该结构由3层金属层和2层介质基板构成,其中,顶部和底部的金属层由2个金属同心圆环构成;中间金属层由十字形金属和金属方环共同组成。接着,采用小型化技术对FSS单元结构尺寸进行优化,最终的单元尺寸达到0.165λ×0.165λ(λ为中心频率对应的波长)。最后,通过等效电路和全波电磁仿真方法对FSS结构的工作机理和不同入射角度下的TM和TE等2种极化的电磁波传输特性进行了分析。研究结果表明:该FSS结构在-入射角范围内,3 dB传输功率通带宽度为3.77~9.46 GHz,覆盖C波段的同时,在4.8~9.5 GHz通带内插入损耗均小于0.5 dB,且二维陡降型频率选择表面的矩形参数为0.78。所设计的FSS结构具有良好的极化一致性和角度稳定性,并且在高频处具有良好的陡降特性。该FSS结构可应用于宽带带通曲面共型天线罩的设计。

基于微带线-槽线转换的具有陷波特性的超宽带带通滤波器

利用阶跃阻抗槽线多模谐振器和微带线与槽线的信号转换,设计了一款具有陷波功能的超宽带带通滤波器。滤波器在一块介质基板上制作而成,基板接地面上有一条终端短路宽度不均匀(阶跃阻抗)槽线谐振器,基板的另一面有两条与槽线谐振器垂直的"L"形的开路微带线,作为滤波器的信号输入和输出端口,在这两端口的附近各刻有一条"U"形的槽线,以实现滤波器的陷波功能。仿真和实测表明了滤波器的工作带宽可达3.20 GHz^11.4 GHz,其中陷波带宽为5.20 GHz^5.75 GHz。

结构紧凑的高选择性宽带带通滤波器

为实现结构紧凑和高选择性的宽带滤波器,在传统平行耦合线结构的基础上,作了适当改进,设计了3种结构新颖的三线耦合结构,均能够实现具有3个传输零点的宽带响应,且其中两个零点分别紧靠通带的上下边缘。加工并测试了基于其中一种结构的宽带滤波器,工作频率为2.6 GHz,3 d B相对带宽为63%,3个传输零点分别位于1.46 GHz,3.77 GHz和5.13GHz,介质基板采用Rogers 4003,厚度0.813 mm。实测结果与仿真结果吻合良好,验证了结构的有效性。

小型化三维发夹型LTCC宽带带通滤波器

利用低温共烧陶瓷(LTCC)工艺,通过通孔互联实现了三维结构的发夹型宽带带通滤波器。该结构将谐振单元的横向尺寸转移到z轴方向实现,有效减小了滤波器的尺寸并且谐振器间的耦合系数为传统结构的1.6倍。利用五个谐振器结构实现较宽的频带(>30%)和较好的选择特性。设计并实际制作了中心频率10 GHz的LTCC带通滤波器,3 dB带宽为8.8～12.1 GHz,实测指标与设计仿真结果较为吻合。

基于多次波自适应抑制的宽带带通滤波器谐波检测系统设计

传统宽带带通滤波器谐波检测系统忽略了对多次波的抑制,出现谐波信号丢失问题,导致系统检测误差较大。因此,设计基于多次波自适应抑制的宽带带通滤波器谐波检测系统。为满足系统硬件要求,将检测系统分为数据采集、数据处理与人机交互三个模块,定义系统工作流程。将Linux系统作为基础软件,设计应用程序、驱动程序以及硬件设备之间的驱动关系。基于此,利用二阶统计量子波预测法获取校正后的多次波,将其转换为盲信号分离,通过能量函数实现多次波自适应抑制;确定谐波含量、含有率等参数指标,采用傅里叶连续变换方法将信号分解为频率不同的基本信号,完成系统设计。仿真实验证明,该系统检测精度高,具备较强的信号跟随能力。

X波段复合左右手结构超宽带带通滤波器

基于复合左右手传输线原理,提出一种新型螺旋结构复合左右手结构材料.该结构采用电容串联和双接地短截线电感,可实现强电容耦合从而降低谐振频率,并且结构紧凑能达到元器件体积微型化的效果.通过HFSS仿真可知该结构通带覆盖整个X波段（8~12 GHz）,同时插入损耗S21小于3 d B,回波损耗S11大于20 d B,可用于X波段通信的超宽带带通滤波器设计.

基于HMSIW的宽带带通滤波器设计分析

目前基片集成波导(SIW)广泛应用于微波毫米波成形。整流波导具有质量系数高、容量大、体积更小也更容易实现等优点。HFSS模拟结果表明,缺陷的微裂结构不仅可以降低插入损耗,而且可以引入传输零点,提高带阻性能,广泛应用于卫星和C波段雷达领域。

具有螺旋型DGS的超宽带带通滤波器

将微带线/共面波导混合结构与螺旋型缺陷接地结构结合,设计了通带范围3.1～10.6 GHz的超宽带带通滤波器,获得了双通带的滤波特性。采用仿真的方法讨论了缺陷接地结构的尺寸与传输特性的关系。结果表明,新型的双通带带通滤波器具有一定的实用价值。

一种新型的基于SIW的超宽带带通滤波器

介绍了一种新型的基于基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)的超宽带带通滤波器,通过在SIW腔的上层金属表面蚀刻圆形槽产生滤波器的多种谐振模式,由此获得滤波器的超宽带。另外,该滤波器还具有体积小、加工简单等优点。为了证明其有效性,在单层PCB板上仿真了一个基于SIW的超宽带带通滤波器,仿真结果表明,该滤波器达到的通带频率从23.8GHz到50.8GHz,滤波器的相对带宽为72.3%,在53.2GHz,滤波器的S21为-32d B。

SIW-DGS宽带带通滤波器分析与设计

基片集成波导(SIW)具有和传统矩形金属波导相似的高通特性,某些缺陷地结构(DGS)具有低通特性,将二者结合起来可形成带通特性。在分析哑铃型DGS的低通特性的基础上,将其嵌入到SIW结构中,实现了一款宽带带通滤波器,通过三维电磁仿真软件HFSS的优化设计得到中心频率为11.71GHz,通带范围为9.06GHz^14.35GHz,相对带宽为45.18%的宽带带通滤波器,带内反射系数小于-10dB,带外抑制小于-40dB,插入损耗优于-1.18dB。

贴片-网栅级联二阶宽带带通频率选择表面设计

采用贴片谐振型与网栅感性型单元级联组合的方法,设计了一款二阶宽带带通频率选择表面(FSS),在0°~45°入射角范围内,通带为8.0~12.6 GHz,覆盖X波段,平均插入损耗小于1 dB。该结构由两层贴片型单元阵列和一层感性金属网栅级联组成,优化确定的FSS单元尺寸为0.136 λ×0.136 λ(λ为工作波长)。设计的FSS单元为小型化对称结构,采用等效电路法和全波电磁仿真,对该FSS结构的工作机理和TE/TM极化波在不同入射角的传输频率响应进行分析。研究结果表明在0°~60°入射角范围内传输频响具有较好的角度稳定性和极化一致性,所设计的单元级联结构的层间耦合小,弱化了单元对齐的影响,其对带通曲面天线罩设计具有应用价值。

一种新型的HMSIW宽带带通滤波器

提出一种基于半模基片集成波导和缺陷地结构的新型宽带带通滤波器,将半模基片集成波导的高通特性与改进的哑铃形缺陷地结构的低通特性结合,实现了一种宽带小型化的带通滤波器。仿真与测试结果表明,该滤波器中心频率为5.3 GHz,相对带宽为53%,通带范围内插入损耗小于1.6 dB。该滤波器具有宽带小型化,容易集成等优点。

一种小型化微波宽带带通滤波器及其工程设计分析

在无线通信系统高速发展过程中,微波滤波器有着较为重要的价值与作用。微分电路可以有效解决环境噪声以及电磁干扰抑制性问题,微波差分滤波器是现阶段研究的重点。基片集成波导具有较高的速度,加工也较为便捷,具有较大功率容量的优势,在滤波器设计中应用相对较为广泛。SIW在差分滤波器的设计中应用效果更为显著。基于此,文章主要对一种小型化微波宽带带通滤波器及其工程设计分进行了简单的分析。

基于戟形人工表面等离激元的紧凑型宽带外抑制带通滤波器

提出了一种基于戟形人工表面等离激元(spoof surface plasmon polaritons,SSPPs)的具有宽频带外抑制特性的紧凑型宽带带通滤波器.设计的滤波结构是通过在基板底层蚀刻周期性的戟形槽和在顶层加载带有月牙形贴片的微带到槽线过渡结构实现的.与传统的I形SSPPs相比,戟形SSPPs具有更好的慢波特性,基于戟形SSPPs设计的带通滤波器可以实现更紧凑的结构.设计的滤波器通带的上下截止频率可以分别通过调整SSPPs结构和微带到槽线过渡结构来调节.仿真结果表明,宽带带通滤波器中心频率为2.85 GHz,相对带宽为130%,通带内的回波损耗优于–10 dB,在5.6-20.0 GHz之间具有极强的–40 dB带外抑制.设计的宽带带通滤波器结构尺寸紧凑,仅为1.08λ_(g)×0.39λ_(g),其中λ_(g)是中心频率处的波长.为了验证宽带带通滤波器的有效性,采用传统的印刷电路板技术加工了宽带带通滤波器.测量结果与仿真结果吻合较好,验证了设计的可行性.本文所提出的宽带带通滤波器显示了在微波频率下开发SSPPs功能器件和电路的良好前景.

一种新型边带陡峭宽带带通LTCC滤波器的设计与实现

提出了一种基于LTCC技术的新型边带陡峭宽带带通LTCC滤波器的实现方法。采用垂直交指型梳状线耦合结构,一方面可以减小滤波器横向面积,另一方面由于其强耦合结构可以设计出较宽的带宽。边带陡峭是该款滤波器最突出的优点,通过两个方式实现:一是增加滤波器级数,这里用了两个五级滤波器级联;二是带外采用多个可控有限传输零点。运用该方法设计了中心频率为6.75 GHz,带宽为4.3 GHz,50 dB矩形系数达到了1.5的边带陡峭宽带带通滤波器。实物测试结果和全波电磁仿真结果吻合较好。

V波段波导短截线带通滤波器设计

设计和分析了V波段E面波导短截线带通滤波器。利用E面波导短截线带阻滤波器的通带-阻带特性与矩形波导的高通特性相结合,将波导短截线带阻滤波器嵌入WR-15矩形波导中,设计具有高阻带抑制性能、过渡边带陡峭、宽阻带范围的V波段宽带带通滤波器。采用"场"、"路"相结合的方法设计的带通滤波器,仿真与测试结果吻合较好,验证了该设计方法的有效性。经测试实现了18%的1dB带宽,在50.0~57.8GHz通带内插入损耗≤1dB,阻带频率58.9GHz处抑制为43.6dBc。

基于LCP基板的超宽带滤波器的设计与实现

高分子液晶聚合物(LCP)以其优异的高频特性,被认为是继低温共烧陶瓷(LTCC)后的下一代微波毫米波的基板和微组装材料。本文基于五层LCP基板设计了一款超宽带(UWB)带通滤波器(BPF),采用四分之一波长线来替换半波长的MMR结构,并且通过折叠传输线的方法进一步缩小BPF滤波器的体积。利用HFSS仿真软件对滤波器进行了建模仿真。通过标准的LCP多层工艺,制备了超宽带滤波器。测试结果表明,在2.5 GHz到10.4 GHz的频带范围内,插入损耗优于-5 dB,回波损耗小于-15 dB,带外抑制高于-30 dB。其测试结果和仿真结果能够较好地吻合。该滤波器的成功设计为超宽带通信系统的小型化提供了一个重要的参考。

刻蚀C形缺陷地结构的半模基片集成波导超宽带滤波器

研究了一种新型的C形缺陷地结构,并分析了其阻带特性。通过级联多个不同尺寸的C形缺陷地结构,构成了一款宽阻带的带阻滤波器。将具有高通特性的半模基片集成波导与该带阻滤波器级联,设计了一款新型的超宽带带通滤波器。计算结果表明,该滤波器相对带宽为53%,通带内插入损耗优于-0.9dB,带外抑制性能良好。整个滤波器的尺寸仅为基片集成波导全模滤波器的50%,具有良好的小型化特征。

带通型人工电磁结构认知与分析

从宽带、低雷达散射截面天线罩的应用和发展出发,对人工电磁结构在带通滤波器应用中的两种主要形式—频率选择表面和超材料,进行了机理、特性以及差别分析,指出了带通型人工电磁结构宽带设计应关注的主要问题和发展技术途径,为基于个性认知的交融及电磁功能结构发展提供指导和参考。