电容性耦合谐振器微波带通滤波器的仿真研究

提出了一种以电感为变量的电容性耦合并联谐振器微波带通滤波器的设计方法,能够引入传输零点,解决了集总元件微波带通滤波器电磁仿真耗时较长的问题。按照所给方法,通过HFSS软件设计了适用于802.11a频段的中心频率为5.2GHZ,带宽为500MHZ的带通滤波器。结果表明该滤波器通带内插损小于3dB,回波损耗大于13dB,尺寸小于3.8mm,在未来小型化无线通信系统中有广泛的应用前景。

异构耦合谐振器耦合系数的提取

为寻找异构耦合谐振器耦合系数提取电路的设计原则,本文将提取同构耦合谐振器耦合系数的电路模型一般化,在电路仿真软件中分析其各项参数变化对特征频率的影响方式,从中总结异构耦合谐振器耦合系数提取电路的设计原则与注意要点。设计了一对特定异构耦合谐振器耦合系数的提取电路,通过其提取的耦合系数在一个双频带带通滤波器设计中发挥了重要作用。实践证明该提取方法是可行的,电路设计原则能够指导其他耦合系数提取电路的设计。

微波立体平面电路谐振器与耦合谐振器的设计

本文根据立体平面电路的短路终端理论，用优化方法，在给定矩形波导尺寸ａ和ｂ，立体平面电路谐振器间的耦合系数ｋ，谐振频率ｆ与平面电路金属片厚度ｔ的情况下，设计出谐振器的其它尺寸。对设计的样品进行测试，其长度与谐振频率（ｌ－ｆ）曲线及耦合系数与耦合宽度（ｋ—Ｗ）曲线的实验值与设计值基本一致。

短开路耦合谐振器加载的宽带带通滤波电路

提出了一种基于短开路耦合器加载的宽带带通滤波电路.该滤波电路通过在输入和输出端口之间,并连加载短路耦合微带谐振器和开路耦合微带谐振器实现5个传输极点和3个传输零点的带通选择特性.对所提出的短开路耦合谐振器进行了奇偶模理论分析,揭示了其传输零极点形成的物理机理.最后,对所提出的滤波电路进行了加工测试.测试结果表明,所提出的宽带滤波电路能够在2.0~4.2 GHz频率范围内实现3 d B带通传输,工作相对带宽为73%,仿真和实测结果吻合较好.

基于非对称耦合螺旋谐振器的顺序旋转馈电网络设计

基于一种新型超材料单元——非对称耦合螺旋谐振器,提出了基于该单元的顺序旋转馈电网络设计方案。由于螺旋谐振器的内卷几何特性,非对称耦合螺旋谐振器尺寸非常紧凑。同时,研究发现,该单元的-90°相移频率大致与通带中心频率对应,对于设计正交相移微波器件具有重要价值。由于非对称耦合螺旋谐振器的上述优点,提出的馈电网络结构具有小型化和调试简单等优点。测试结果表明,该馈电网络能够较好地满足顺序旋转馈电的要求。

C波段半波长开路谐振器平行耦合滤波器的研制

采用切比雪夫低通原型滤波器综合法,设计了一种半波长开路谐振器平行耦合滤波器,该类型滤波器具有插入损耗低、结构简单、容易实现等诸多特点。从测试结果看出,实际测试值与理论分析及MWO软件仿真结果基本一致。

阶梯阻抗谐振器在微波双通带滤波器设计中的应用

阶梯阻抗谐振器（Stepped Impedance Resonator）寄生响应的位置可以通过调整谐振器阻抗比来控制,该特性使SIR成为设计双通带滤波器的理想谐振器。设计耦合谐振器双通带滤波器需要对两组外部品质因数和耦合系数进行综合,为了减少谐振器的数量同时简化耦合系数的提取,本文采用特定耦合结构设计滤波器,并研究了影响SIR主响应和第一寄生响应处外部品质因数的因素,设计了中心频率是1.9GHz和3.2GHz,部分带宽是5%和7%的双通带滤波器。仿真结果验证了设计方法的可行性。

基于耦合谐振去耦网络的双频近距天线解耦

提出了一种基于耦合谐振的双频去耦网络,并将其应用于一对二元双频近距单极子天线的解耦中。对去耦网络满足的去耦条件和匹配条件进行了推导;将网络以双频耦合谐振器的结构加以实现,提取了该结构的等效电路;基于去耦网络,设计了一副工作于WLAN 2.45/5.25 GHz的二元双频近距单极子天线,天线阵元边缘间的距离为2.45 GHz时的0.0735λ0和5.25 GHz时的0.1575λ0（λ0为自由空间工作波长）。对未解耦天线和解耦后天线进行了仿真和测试,结果表明,通过加载去耦网络,2.45 GHz和5.25 GHz处的隔离度分别提高了24.52 d B和26.57 d B,且在两个频段内阻抗匹配良好、总的效率提高、通道容量增大。提出的去耦网络适用性强,结构紧凑且解耦高效,可应用于无线终端MIMO技术中。

基于开环谐振器的滤波器设计

开环谐振器是滤波器设计中十分重要的单元电路结构，尤其是在设计窄带带通滤波器时，常常要使用各种结构的耦合谐振器来构成滤波电路。因此，研究开环滤波器理论，开发无线通信中的开环滤波器具有极其重要的理论意义。

微带SIR电容间隙耦合带通滤波器的设计

本文提出了一种新的基于SIR谐振器的微带电容间隙耦合(Capacitive-Gap-Coupled,CGC)带通滤波器结构。首先根据滤波器的低通原型设计、计算了滤波器的参数,并使用微波CAD软件对设计的尺寸进行了优化、仿真。仿真结果表明该类型滤波器的频带响应具有优良的频带响应,二阶谐波通带的中心频率和理论计算一致,通过调整SIR谐振器的阻抗比可以控制二阶谐波中心频率的位置。

基于容性耦合匹配结构的Ka波段宽带功放MMIC（英文）

采用容性耦合匹配结构,基于0.1μm GaAs pH EMT工艺设计了一个Ka波段三级宽带功率放大器MMIC.为了辅助宽带功放设计,提出了一组公式来分析这一匹配结构.在展示的功放中,此结构同时实现了宽频带和高效率.功放处于饱和状态时,测得在32～40 GHz频率范围内的PAE大于30%,功率增益超过15.5dB,功率约20 dB m.这一结果证明了这种设计方法的有效性.

非等长微带SIR平行耦合带通滤波器的设计

本文提出应用非等长微带SIR（阶梯阻抗谐振器）构成平行耦合带通滤波电路的设计方法。它保持等长SIR滤波电路能够有效抑制高次谐波的特点，又增加了设计的灵活性。本文同时给出应用级联矩阵计算这种滤波电路工作衰减的公式．可以方便地分析宽范围的频率响应。

有效提高磁耦合无线电能传输距离的仿真实现

基于前期课题组研究的基础上,对四线圈无线电能传输函数和临界耦合系数进行电路理论和物理模型的仿真,提出减小模型中环与线圈的耦合系数(提高环与线圈的耦合距离),能够提高能量稳定高效传输的距离。使用这种方法,系统负载阻抗固定为50Ω,模型中环与线圈距离为22cm,稳定有效传输距离达1.48m,传输距离为0.1~1.8m,输能效率为76.1%~46.8%。

改进型3IDT-LCR结构的低损耗小矩形系数SAW滤波器

通过理论仿真,该文研制了一种改进型的3IDT-LCR结构,并基于该结构在42°Y-X LiTaO_(3)压电基片上研制出一种低损耗、小矩形系数的SAW滤波器。滤波器标称频率为253.75 MHz,实测插入损耗1.05 dB,低端带外抑制接近80 dB,高端带外抑制接近65 dB,-1 dB带宽10.52 MHz,-3 dB带宽12.54 MHz,-40 dB带宽16.68 MHz,矩形系数1.33。实测结果表明,该改进型3IDT-LCR结构的SAW滤波器具备低插入损耗、小矩形系数和高带外抑制的特点。

一种基于65nm CMOS工艺的33.5~37.5GHz有源矢量合成型移相器

基于65 nm CMOS工艺设计了一款33.5~37.5 GHz的6 bit有源矢量合成型移相器(VSPS)。该移相器采用Lange类型的90°耦合器作为I/Q信号发生器,其中的电感采用8字形电感实现;此外,矢量合成部分采用电流合成结构,使芯片面积更加紧凑。后仿真结果显示,该移相器覆盖360°移相范围,对于64种移相角度状态,其整个工作频带下的相位均方根(RMS)误差约为0.33°~3.20°,移相附加增益幅度约为-8.38~-4.89 dB,其RMS误差小于0.59 dB,噪声系数约为12.55~15.55 dB,输入反射系数小于-15 dB,输出反射系数小于-7.9 dB,在33.5、35.5和37.5 GHz频率下,其1 dB压缩点输入功率分别为-1.38~0.96、-1.13~0.75和-0.30~1.40 dBm。该移相器核心电路面积仅约为0.11 mm^(2),在1.2 V的电源电压下,消耗14.6 mW的直流功率,具有面积紧凑、功耗较低、插入损耗适中且精度较高的优势,有利于相控阵系统大规模集成和应用。

光程不等对耦合双环谐振器传输特性的影响

分析了两环光程不等对耦合双环谐振器透射谱的影响,并将其与单环谐振器的透射谱进行了比对,揭示了两环光程变化对结构传输特性影响的规律。分析结果表明,当两环光程不相等时,无论是否满足模式分裂条件,都会产生不对称的一窄一宽两个谐振峰,分别对应光在远离总线的环和靠近总线的环内的谐振。两个谐振峰的位置同时受两环之间耦合器的透射系数和两环光程偏离程度的影响。所研究的两环周长不相等的耦合双环谐振器的传输特性,可以为耦合双环谐振器的制作和传感应用提供理论指导。

一种基于IPD工艺应用于5G网络的带通滤波器设计

提出了一种应用于第五代移动通信(5G)的四阶开口环谐振器耦合的带通滤波器。它可以在5G(37~42.5 GHz)频段上运行。滤波器的设计基于集成无源器件(IPD)工艺,运用了硅通孔(TSV)技术。实验结果表明,该滤波器的中心频率在39.75 GHz,带宽5.5 GHz,中心频率处的插入损耗小于1.2 d B,回波损耗大于23 d B,电压驻波比小于1.15,且滤波器的尺寸仅有1.2×1.2 mm2。可见,该滤波器具有尺寸小、插损小、带外抑制高等优点,且结构简单、加工成本低,特别适合5G频段的射频前端。

一种小型化带通滤波微带巴伦设计

提出一种小型化带通滤波微带巴伦的设计。在Marchand巴伦的基础上,使用一个半波长和两个1/4波长传输线作为谐振器,在带通滤波微带巴伦的两个输出端口可以获得相同幅度和相反相位的平衡信号。利用谐振器平行线耦合可以观察到通带两侧存在两个传输零点。对提出的中心工作频率在2.65 GHz的带通滤波微带巴伦进行了实物加工与测试。两个输出端口信号幅度差与相位差分别为±0.4 dB和180°±5°。仿真与测量结果有较好的一致性,验证了本文所提方案的可行性。

一种新型超宽带带通滤波器的设计

针对超宽带（UWB）系统易受无线网络信号干扰及传统的超宽带带通滤波器阻带较窄，不能有效抑制谐波的问题，提出了一种新型的UWB带通滤波器，该滤波器由两级交指梳状耦合谐振器级联组成，通过增加耦合指的个数来实现陷波特性，然后在两个交指谐振器的中间添加一个槽线锥形谐振器，使该滤波器具有抑制高次谐波特性，达到拓宽高阻带的效果，同时由于槽线谐振器的加入，陷波频段的抑制电平进一步提高。实验结果证明，所设计的滤波器既能保证3．1．10．6GHz频段内的插入损耗小于3dB，陷波频段为5．7～5．8GHz，陷波频段的抑制电平高达-43dB，同时又能拓宽高频阻带。

一种具有陷波特性的超宽带带通滤波器

针对超宽带(UWB)系统易受窄带信号干扰问题,本文提出了一种新颖的带陷波特性的UWB带通滤波器,该带通滤波器由两级交指梳状耦合谐振器级联而成。通过在交指梳状耦合谐振器的一端添加非对称的开路负载,使该滤波器具有了通带内陷波特性。合理地调整开路负载的长度和宽度可以对通带内的任意频段进行抑制。本文设计的UWB带通滤波器工作频段为3.1~10.6GHz,陷波频段为5.8~5.9GHz,抑制电平达到-40dB。仿真结果和测试结果吻合较好,验证了设计的正确性。