基于频率选择表面的三通带太赫兹滤波器的设计与分析

目前三通带太赫兹滤波器存在通带带宽差异大的问题。为了提高太赫兹滤波器三通带的带宽均匀性,设计了一款基于频率选择表面的三通带太赫兹滤波器,其结构由三个嵌套式“十”字环金属贴片、“十”字金属贴片和聚酰亚胺衬底三层结构组成。当太赫兹波垂直入射到滤波器表面时,在0.1~0.862 THz范围内形成三个滤波通带,各通带的峰值透射系数约为0.9,具有较好的通带性能,并且通带之间的传输零点的透射系数都在0.07以下,带外抑制良好。各通带的3 dB带宽的最大通带比约为1.29,10 dB带宽的最大通带比约为1.13,具有较好通带均匀性。三个工作通带的矩形系数均大于1.7,通带边沿陡峭,频率选择性良好。该滤波器具有透射系数高、带宽差异小、结构简单和易于加工等特点,其在太赫兹的多信道通信领域具有广阔的应用前景。

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。

高级次通带滤光膜设计与制备技术

滤光膜主要是用来选取所需要辐射波段的光学零件,可以应用在可见、微光、近红外、短波红外、中远红外等光电系统中,起到波段分离、干扰抑制、色差补偿等关键作用。因此,在白光成像、微光夜视、激光测距、激光制导、红外探测等具备多项功能的军用光电装备中得到了广泛的应用。从对称膜系结构的矩阵计算公式出发,阐述了高级次截止带的产生与消除条件,通过膜系结构中匹配膜料系数,设计了2种高级次截止带消除的滤光膜系结构,比较2种膜系的工艺容差,选择最优滤光膜系结构进行了真空镀膜工艺制备,指出了制备过程中被抑制的高级次截止带会再次出现是由于匹配系数失配及修正匹配系数对策。同时,利用APS离子源辅助镀膜技术,提升了薄膜的成膜质量,达到了所制备膜系在胶合棱镜45°倾斜测试下450~650 nm, Tave≥90%,1 570 nm±10 nm, Rave≥95%的滤光要求,膜层质量满足JB/T 8226.8—1999检测标准。

多通带荧光滤光片的膜系设计

针对多色荧光检测的应用需求,本文提出一种多通带滤光片膜系的设计方法,该方法以传统的Fabry-Perot模型为基础,采用带通膜系嵌套的方式构成基础膜系,计算调整其峰位因子和带宽匹配系数,可以实现对基础膜系通带位置、通带带宽的连续调节,通过Essential Macleod软件优化计算,在保证背景深截止的同时能够得到矩形化良好的波形。

基于多节SIRs的新型四通带滤波器设计

提出了一种基于多节1/2波长SIRs的具有通带可控的紧凑型四通带滤波器。该滤波器由上下两个谐振器A和B组成,谐振器A由两节1/2波长SIRs中心加载一段短路枝节组成,控制第二和第三通带;谐振器B由三节1/2波长SIRs中心加载一段短路枝节组成,控制第一和第四通带,最终得到了尺寸为8.09 mm×14.12 mm(0.10λ_(g)×0.17λ_(g))的四频带通滤波器。实验结果表明,该滤波器的通带可控并且满足低损耗的要求,4个通带的中心频率分别为2.22/3.66/5.63/7.52 GHz,插入损耗分别为0.32/0.41/1.38/0.43 dB,每个通带的回波损耗都优于20 dB,实验结果与理论分析一致。

基于梳状型SLR的新型四通带滤波器设计

基于梳状型枝节加载谐振器(SLR),设计了一款新型的通带可控、插损较低、带内外性能较好的四通带滤波器。改变内部耦合间隙及外部微带耦合线长度可以调节通带带宽,改变滤波器对应的谐振路径可以调控各通带的中心频率。采用耦合线内折结构和路径复用的方式,使得滤波器满足小型化的要求。经仿真分析,四个通带中心频率分别为1.55,2.44,3.18和4.41 GHz,对应的插入损耗分别为0.35,0.34,1.53和1.1 dB,回波损耗皆优于17.8 dB。仿真结果与理论分析一致。

新型四通带滤波器设计

基于多枝节加载四模谐振器,设计出一款新型结构简单的四频带通滤波器,其频带可控、损耗较小。通过改变谐振器中4个相对独立的谐振路径长度可对四个通带的中心频率进行调节。由于4条谐振路径复用微带传输线,因而滤波器的面积较小,为16.04 mm×23.51 mm(0.14λ_g×0.20λ_g)。经仿真与实物测试,4个通带中心频率分别为2.58/3.27/5.27/6.06 GHz,其插入损耗为1.02/1.31/0.93/1.66 dB,回波损耗皆高于15 dB。

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.

通带MQAM信号调制方式识别方法

提出了一种实现MQAM信号调制方式分类的方法.该方法在通带内利用Hilbert变换提取瞬时包络,然后统计瞬时能量分布向量作为特征向量来实现调制方式分类,避免了搬移到基带过程中带来的频差、相差等计算误差.同时给出了该方法对部分MQAM信号进行仿真识别的结果,在信噪比不低于10 dB的情况下,对4QAM,8QAM,16QAM的正确识别率达到100%,对32QAM,128QAM的识别率在95%以上,对64QAM,256QAM的识别率在90%以上,证明了该方法的有效性.

窄带滤光片设计中通带半宽度、矩形度和陡度的影响因素研究

窄带滤光片设计中的一些参数,会对其性能产生影响。为了揭示它们之间的变化关系,在光学薄膜设计软件Essential Macleod中进行了模拟实验。主要针对窄带膜系中的高低折射率之差,干涉级次,反射层层数和腔数对其通带半宽度、矩形度和陡度的影响进行了分析,并得到了它们的影响规律。对于进行窄带滤光片的设计有一定的指导作用。

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.

高阶多通带滤波器优化设计研究

本文详细讨论了FIR线性相位滤波器幅频特性与余弦基神经网络算法之间的关系 ,证明了神经网络的收敛定理 ,给出了高阶多通带滤波器的设计实例 .

一种高Q值圆腔双模双通带滤波器的设计

为了满足多波束通信卫星对低插损,高抑制的双通带滤波器的需求,需要研制高Q值的圆腔双模双通带滤波器。本文采用了一种新的混合电路方法设计双通带滤波器。混合电路方法中耦合孔采用电磁全场仿真结果,矩形波导、圆腔谐振器采用有色散的传输线表示,耦合螺钉采用并联电纳表示。该方法设计时间仅为传统的全场仿真设计方法的1/4。设计并加工了一个圆腔双模双通带滤波器,实测结果与仿真结果一致。该混合电路设计方法还可以推广用来设计各种波导滤波器,以及波导多通带滤波器。