一体集成小型化YIG调谐带阻滤波器组件热仿真分析

通过Ansys Workbench对一体集成小型化YIG调谐带阻滤波器组件进行热仿真分析,得出在自然散热条件下,组件中部分发热元件的温度为170℃以上,超过了元件允许工作温度125℃,组件可靠性无法得到保证。为此,在组件底部增加散热板以增大散热面积,改善散热条件。仿真结果表明,各发热部件的温度大幅下降,组件中发热元件的最高温度是PTC热敏电阻,为118℃,线圈、控制驱动、大功率三极管温度分别为99℃、104℃、116℃,均低于元件允许工作温度,满足设计要求,保证组件全温度环境下可靠工作。在一体集成小型化组件的设计中,合适的元器件布局和散热方式是组件的可靠性的重要设计因素,且利用热仿真分析,可以降低组件的实物试制成本和验证成本,缩短研发周期,提高研发效率。

类H型结构的太赫兹带阻滤波器

本文基于对称的类H型结构设计了一种超材料太赫兹带阻滤波器,这种H型结构的连续金属臂可以流通电流。利用电磁仿真软件CST Microwave Studio 2021研究了该滤波器的滤波特性。通过改变H型双臂间距臂长、周期长度、双H间距离等,确定了滤波器的几何参数。结果表明,该结构可实现偏振选择的功能,在y偏振条件下,滤波器在0.2~2.3 THz范围内没有明显的谐振峰,但透过率范围在-15到-3 dB之间。而在x偏振条件下,在中心频率1.34 THz处可获得FWHM带宽为0.15 THz的一个阻带,传输参数约为-30 dB。最后,采用微加工工艺制备了超材料滤波器样品以验证仿真结果,使用透射式太赫兹时域光谱系统对样品进行测试,测试结果与仿真结果吻合较好。

铁路机车电台设备电磁发射测量专用带阻滤波器设计

铁路无线通信设备发射的信号往往较强,因而在电磁发射测量过程中,极易导致测量接收机出现乱真响应。基于450 MHz无线列调机车电台通信设备的工作特性,研制了一种新型可调阶跃阻抗谐振器腔体窄带带阻滤波器,用于避免电磁发射测量过程中所引起的测量接收机过载问题。通过软件仿真和实物测试,验证了所设计的带阻滤波器较传统腔体滤波器减少了阻带带宽,具有良好的通带特性,且结构简单,体积较小,可以很好地满足机车电台电磁发射测量的需求,有效提高电磁发射测量结果的准确性。

基于圆形腔的表面等离子体带阻滤波器研究

为研究弯曲波导结构的双边耦合效应对耦合强度的影响,提出一个弯曲波导耦合内嵌十字银条的圆形空腔带阻滤波器,采用有限元法对滤波器结构进行仿真分析。与现有直波导耦合内嵌十字银条的圆形空腔结构对比,弯曲波导结构具有更好的滤波性能,例如最小透射率降低10.44%;改变银条尺寸时模式2阻带透射率值降低近60%。进一步研究表明,通过调整内嵌银条尺寸及相对角度能够实现共振波长调谐、单频带与双频带的切换以及对半峰带宽等的控制,最小半峰带宽分别为11.0152 nm和9.9869 nm。并且对于介质折射率的变化(变化范围为1~1.12),该结构折射率灵敏度保持恒定。所提出的滤波器结构具有良好的频选及窄带带阻滤波特性,在窄带滤波和波分复用等系统中具有重要应用价值。

基于悬置微带结构的无反射滤波器

通过悬置微带传输线结构进行了无反射滤波器的研究和设计。首先利用耦合线结构设计了中心频率为3.92 GHz,插入损耗为0.32 dB,在0.1~10 GHz内回波损耗超过11.6 dB,中心频率处超过38 dB的双端口无反射带通滤波器;又利用λ/4开路谐振器和λ/4短路谐振器作为滤波单元,设计了中心频率为4.25 GHz,回波损耗在1.5~6 GHz内超过11 dB,在中心频率处超过40 dB的双端口无反射带阻滤波器。所提出的这两款无反射滤波器具有无反射频带范围宽、工作频带内S_(11)衰减大、多层自封装等突出优点。

YIG带阻滤波器的研究进展

随着通信与雷达系统在高频、宽带和小型化方面的高速发展,钇铁石榴石(YIG)带阻滤波器是其发展道路中不可缺少的磁调谐器件。该文针对YIG带阻滤波器阐述了YIG带阻滤波器设计原理,介绍了近年来几种典型谐振器结构的发展状况,并分析了这几种结构的优缺点。

带阻滤波器的设计与仿真研究

带阻滤波器是电子系统中常用的滤波器,通常在无线电通信系统中用以抑制噪声信号,在电子设备的电磁兼容测量中用以滤除基波或谐波。分析了两种带阻滤波器的原理、构成、特点及设计要点。运用波特测量仪对各带阻滤波器的仿真电路进行频率特性测定。结果表明,使用由带通滤波器与运算放大器构成的有源带阻滤波器,既可抑制单一频率的噪声信号,又可通过级联方式滤除较窄频带的噪声信号;使用低通滤波器和高通滤波器的无源双T带阻滤波器和有源双T带阻滤波器,对单一频率的噪声信号,可达到更好的滤除效果。

频率可调带通-带阻可切换滤波器的设计

该文设计了一种频率可调带通与带阻可切换微带滤波器,在距λ/2(λ为波长)谐振器开路端约1/4处加载变容二极管实现中心频率可调,利用PIN二极管实现带通与带阻两种状态的可切换。通过对耦合系数与外部品质因数(Q)值的分析,选取合适的参数可实现滤波器绝对带宽在调谐范围内保持恒定。带通状态时,由于源与负载间的耦合及谐振器间的混合电磁耦合,在滤波器的通带两侧各产生1个传输零点,提高了滤波器的选择性与阻带抑制。选用介电常数2.2的F4BM介质基板制作实物并用矢量网络分析仪进行测量。测量结果表明,当PIN管加正偏压,变容二极管加反偏压时,实现了中心频率可调的带阻滤波器;当PIN管不加偏压,变容二极管加反偏压时,实现了中心频率可调的带通滤波器。滤波器的中心频率调谐范围为3.45~3.90 GHz,调谐范围内绝对带宽保持恒定。该滤波器尺寸为44.4 mm×16.1 mm(0.59λg×0.21λg)(λg为调谐范围中心频率对应波长),符合小型化要求。

基于耦合线加载开路枝节的宽带带阻滤波器设计

基于单端接地耦合线结合微带传输线加载开路枝节,提出了一款宽带带阻滤波器。该滤波器由输入输出端的单端接地耦合线并联微带传输线上加载三个开路枝节组成。采用奇偶模理论分析、传输线模型和结构模型仿真优化,对滤波器的特性开展了研究。实物加工测试结果与仿真结果的一致性好,验证了所设计的宽带带阻滤波器。该滤波器的阻带中心频率为2 GHz,3 dB衰减带宽为98%(1.19~3.15 GHz),20 dB衰减带宽为84.5%(1.24~2.93 GHz),阻带带内抑制大于35 dB,结构紧凑,可与航电系统设备板级电路集成,用于电磁干扰防护。

宽阻带平面低通滤波器的设计

低通滤波器是通信系统中关键的器件之一，常作为选频器件用来抑制干扰信号和谐波信号，因此低通滤波器阻带带宽成为关键指标．常见的平面低通滤波器采用短截线（分支线）或高低阻抗线结构，这些结构的低通滤波器阻带不够宽，一般在截止频率的2倍频或3倍频处出现寄生通带．本文使用等效的T形节替代低通滤波器中的串联传输线的方式实现了带阻滤波器嵌入到低通滤波器内部，既对低通滤波器的阻带上任意频段出现的寄生通带进行了抑制，又不影响低通滤波器的通带内性能，并给出等效T形节的综合设计公式．此结构综合设计方法严谨简单、易于平面电路实现，制作出来改进的低通滤波器对3倍频寄生通带进行抑制，扩宽了阻带带宽到4个倍频程以上，测试结果：通带带宽0～3GHz，通带插入损耗小于0．5dB，带外抑制3．6～12GHz大于60dB．

多机并网系统的两带阻滤波器高频振荡抑制方法

随着越来越多的逆变器在同一公共耦合点接入弱电网,多机与电网之间的阻抗耦合作用越来越严重,可能引起高频振荡,进一步加剧系统的不稳定。该文从逆变器输出阻抗的角度出发,指出逆变器输出阻抗在振荡频率处应设计得较高,而在其他频率处应设计得较低是实现振荡抑制的基本方法。为了实现所提出的基本方法,需要增加与原逆变器输出阻抗并联和串联的2个虚拟阻抗。为此,提出一种多机并联的两带阻滤波器高频振荡抑制方法,提高系统的整体阻尼。该方法在公共耦合点电压前馈和网侧电感电流反馈中引入带阻滤波器来达到并串联虚拟阻抗的实现形式。最后,实验结果验证所提方法的有效性。

基于耦合传输线的宽上通带窄带带阻滤波器设计

微波系统中常常采用窄带带阻滤波器抑制高功率发射机的非线性谐波输出和带通滤波器的寄生通带,其设计难点主要是如何消除其中心频率f0的三倍(3 f0)频处的寄生阻带问题。该文通过在平行耦合传输线滤波节开路端采用加载电容的方式,有效解决了基于平行耦合传输线的窄带带阻滤波器在上通带3f0处具有寄生阻带的问题,展宽了该类带阻滤波器的上通带带宽,拓宽了其适用范围。采用该方法,研制了一个中心频率在5.3 GHz的窄带带阻滤波器,实测结果表明,该带阻滤波器具有良好的上通带带宽。

多机并联接入弱电网的改进型带阻滤波器高频振荡的抑制

多机接入弱电网的同一公共耦合点时,多机与电网之间的交互作用对系统的稳定可靠运行是一个潜在威胁。传统的引入带阻滤波器的网侧电感电流反馈控制方法能在一定程度上抑制多机并联的高频振荡,但会导致稳定性降低,甚至不稳定。为此,提出一种多机并联的改进型带阻滤波器高频振荡抑制方法,该方法不仅能有效地抑制多机并联的谐波电流流入电网,避免阻抗网络的高频振荡现象发生,而且能提高系统的相位裕度,保证系统在弱电网下具有足够的稳定和较好的动态性能。考虑改进型带阻滤波器的陷波深度和动态性能,选取合适的控制参数。实验结果验证了所提方法的有效性。

SIR带状线带阻滤波器的设计

将具有阻带特性的微带马刺线结构引入到带状线中,设计了一款中心频率为2.32 GHz,相对带宽为9.5%,阻带衰减为50 dB的三阶马刺线式带阻滤波器。相比于传统的并联开路短截线型带阻滤波器,马刺线式带阻滤波器的横向尺寸大为减小,结构更加紧凑。采用SIR(stepped-impedance resonator)结构,按相同指标设计了一款三阶SIR马刺线式带阻滤波器。与马刺线式带阻滤波器相比,SIR马刺线式带阻滤波器结构更为紧凑,纵向尺寸缩小约17%,并具有更好的谐波抑制特性。

基于D-CRLH传输线的带阻滤波器

提出了一种新型对偶复合左右手传输线(Dual Composite Right/Left-handed Transmission Line,D-CRLHTL)结构,该结构单元由T型缺陷地(T-shaped defected ground structure,T-DGS)结构以及矩形贴片短截线组成,基于对传输线单元结构传输特性的全波仿真分析,设计了一款带阻滤波器。由于利用了基于T-DGS的D-CRLH传输线,该带阻滤波器具有较小的尺寸和更加陡峭的边沿特性。实验结果和仿真设计结果吻合较好:阻带中心频率为4.15GHz,插入损耗为30dB,3dB带宽为1.9GHz,20dB带宽为1.55GHz。

10MHz带阻型压电石英晶体滤波器研制

采用三节3晶体的格型电路,设计和研制出了用于边带型通讯机中进行狭窄频带抑制的一种中高频带阻型晶体滤波器新产品。其关键技术指标为10 MHz中高频滤波晶体半成品的设计,插损IL≤5 dB,3 dB带阻宽度BW3 dB≤±3 kHz,带阻衰减(限波)≥45 dB。另外,该文还给出了两节2晶体和三节3晶体的滤波器电路图及滤波器产品的实测传输曲线。

采用Q倍增结构的有源RC高Q二阶带阻滤波器

本文提出一种“Q倍增带阻结构”来实现有源RC高Q二阶带阻电路.给出了设计和实验结果.由于这种新结构采用负反馈,所以有好的灵敏度特性.其实现电路也较其它高Q带阻电路简单.具有很好的实用价值.

一种新型缺陷地结构带阻滤波器

提出了一种新型缺陷地结构的带阻滤波器。该单元在现有各种形状的基础上,采用新的缺陷地结构,实现了带阻特性。该单元结构简单,易于加工,性能优越,可进一步减小滤波器尺寸。文中对新型缺陷地结构单元的带阻特性进行了分析,并建立仿真模型,从理论和实验中得到最佳的性能。实现了有较宽阻带的周期性缺陷单元。能够有较宽的阻带。最终设计出实际带阻滤波器,并对产品进行了实际测量,得出与仿真相似的结果。

高阶带阻滤波器优化设计研究

众所周知，传统ＢＰ神经网络收敛速度慢、学习效率低。之所以如此，主要原因在于人工神经元输出函数的同一化。本文提出的神经网络模型的主要特点是：用正交基函数作人工神经元的输出函数， 而且每个神经元的输出函数各不相同。该神经网络模型有效克服了传统ＢＰ神经网络收敛速度慢、学习效率低的致命缺陷。本文还详细研究了ＦＩＲ线性相位滤波器的幅频特性与余弦基函数神经网络算法的关系，给出了高阶带阻滤波器优化设计实例。计算机仿真结果表明了该算法在高阶带阻滤波器设计中的有效性和优异性能。

N通道带阻滤波器谐波分析与抗混叠研究

N通道带阻滤波器的谐波混叠干扰是一个普遍存在的问题,因此对其抗混叠能力提出了更高要求。本文首先采用伴随网络方法,推导出输入电压到电容采样电压的传递函数,简化了谐波传递函数的计算过程。然后推导出N通道带阻滤波器的完整谐波传递函数,并采用电路仿真加以验证。在UMC110 CMOS工艺环境下,通过分析滤波器参数对谐波混叠的影响,得出适当增加通道数或增大电容值可有效抑制谐波混叠干扰的结论。仿真结果显示,当通道数为16、电容值为50 pF时,滤波器的最大谐波混叠能控制在-27 dB以下,具备良好抗混叠效果。同时提出一种N通道带阻滤波器与前置选频器件级联的设计方案以消除谐波混叠,前置器件截止频率应小于N-1倍的N通道滤波器中心频率。