MEMS毫米波滤波器的设计与制作

开展了一种基于MEMS工艺的毫米波带通滤波器结构设计和工艺实现,该滤波器结构采用高阻硅作为衬底材料的薄膜支撑结构,选用平行耦合滤波器形式,使用HFSS分析软件对该结构进行了模拟仿真。设计了中心频率为35.0GHz、带内损耗为2.2dB、30dB抑制带宽为2.2GHz的MEMS毫米波滤波器。给出了一套能降低毫米波损耗的MEMS毫米波带通滤波器工艺流程方案,并针对该工艺流程方案进行了关键参数的工艺误差仿真,实现了MEMS毫米波滤波器的工艺制作和测试。测试结果表明,获得的毫米波滤波器的测试结果与仿真结果比较接近。     

基于C型DGS的双通带滤波器设计

基于环形谐振器的基础结构,提出了新型C型缺陷地结构(defected ground structure,DGS)的双通带滤波器。利用C型DGS结构的高阻抗传输线特性,通过调节C型DGS结构的长度与宽度尺寸,可以实现对双频段带通滤波器的工作频段控制。最后给出了一个2.4 GHz和3.45 GHz工作频段的微带双通带滤波器设计实例,其测试结果与仿真结果吻合。     

微屏蔽三线对称结构带通滤波器设计

对薄膜支撑空腔型微屏蔽传输线进行分析,提出微屏蔽传输线的物理结构。为了验证微屏蔽传输线在毫米波应用的优势,利用类比平行耦合微带线滤波器的方法设计了一种4阶切比雪夫三线对称结构微屏蔽线滤波器。通过对该微屏蔽腔体结构进行HFSS仿真,得到中心频率35 GHz的宽带滤波器,带宽15 GHz,带内插损小于0.5 dB,带外抑制>40 dB@53 GHz,器件尺寸8.24 mm×1.5 mm×0.65 mm。该设计为基于平面传输线的滤波器在毫米波频段的实现提供了一种可行的方法。     

一种毫米波微带带通滤波器的设计

摘要：基于小反射理论,引入Klopfenstein阻抗渐变线对传统发夹型谐振器结构进行改进,设计了一种相对带宽为8%的结构紧凑型毫米波带通滤波器。采用S参数的多项式综合方法得到耦合矩阵电路模型,利用三维电磁场全波仿真软件HFSS拟合出耦合系数与谐振器间距、外部品质因数与抽头位置的关系曲线,进而提取出耦合矩阵对应滤波器的物理尺寸。实测结果表明：在28.8GHz-31.2GHz频带内,该滤波器的插损小于3.0dB,回波优于-17dB,带外抑制大于40dB@33GHz,测试结果与计算结果吻合较好。     

X波段SICL小型化带通滤波器的设计

为有效减小X波段滤波器的尺寸,减小通带损耗,对基片集成同轴线(SICL)结构进行了研究,提出一种阶跃阻抗(SIR)型SICL带通滤波器,并针对SICL谐振腔与其他平面电路的连接设计了一种由共面波导(CPW)向SICL谐振腔提供激励的平面结构,以便滤波器的测量。仿真结果表明,滤波器通带特性优异,其中心频率为10 GHz,带宽为1.5 GHz,尺寸为13 mm×7 mm,插入损耗为-0.8 dB。     

超宽带微波集成带通滤波器的设计方法

介绍了一种基于短截线／联接线结构,适合于阻抗变换的带通滤波器设计法,并给出了一个2～8GHz带通滤波器的测试结果。     

Ka波段0/Π MEMS移相器

报道了一种Ka波段实时延MEMS移相器芯片。该移相器基于开关线式移相器设计原理,集成了4个MEMS三端口直接接触式毫米波开关单元,使用共面波导(CPW)传输线,利用阶梯阻抗的方式实现传输线拐角和CPW空气桥结构的传输线阻抗匹配。芯片采用RF MEMS表面牺牲层工艺制作在400μm厚的高阻硅衬底上,面积为1.4 mm×2.8 mm。测试显示,在34~36 GHz频率范围内,相移误差3.2°,插入损耗2 dB,反射损耗小于-15 dB。     

基于PBG结构的双模带通滤波器设计及理论分析

本文应用传输线理论对PBG结构带通滤波器进行分析,并在此基础上仿真、设计一种新颖的K波段的双模带通滤波器.光子带隙结构具有独特的带阻特性,对高次模具有很好的抑制特性,能够提高微波电路系统的抗干扰能力.由于PBG的慢波特性,使得带通滤波器的结构尺寸大为减小,符合系统小型化的要求.在此基础上,就这种结构应用Ensemble软件进行优化仿真.最后制作出滤波器并进行了测试.仿真结果与实验结果吻合很好,插入损耗为-4.5dB,通带中心频率为25.2GHz,-3dB带宽为1.8GHz,相对带宽7%.     

双频带通滤波器的优化设计

利用阶跃阻抗谐振器优化,设计了一个工作在无线局域网(2.4/5.2GHz)的双频带通滤波器。通过奇、偶模分析,在阶跃阻抗谐振器理论计算公式基础上,根据不同的阻抗比条件,阶跃阻抗谐振器谐振频率比与阶跃阻抗高、低阻抗电长度之比的关系曲线,可以方便地确定阶跃阻抗谐振器的谐振频率和电长度,通过sonnet电路仿真软件验证了设计的合理性,并给出了用于无线通信2.4、5.2 GHz双频带通滤波器的设计结果。该带通滤波器可以分别在2.4、5.2 GHz处得到较好的通带性。由于交叉耦合的存在,该双频带通滤波器在两个通带端各有一个传输零点,以此来提高滤波器的通带频率选择性。最后,测量结果与仿真结果基本吻合。     

一种基于CSRR_CRLH TL的带通滤波器设计

提出一种基于探针加载的互补开口谐振环(CSRR)的复合左右手传输线(CRLH TL)结构。利用CSRR+CRLH结构的谐振特性,并通过延长CRLH耦合缝隙的长度以及增加CSRR中短路探针的数量,在引入传输零点的同时缩小了滤波器的尺寸。经过仿真优化,实现了滤波器宽频带、高选择性和小型化设计。加工了基于该结构的带通滤波器样机,样机整体尺寸为30 mm×15 mm×1.35 mm。测试结果表明,滤波器的中心频率及插入损耗分别为6.6 GHz和0.65 dB,3 dB带宽为9.3 GHz,在无线通信、导航等微波系统中具有良好的应用前景。     

基于齿状缺陷地的宽阻带交叉耦合SIW滤波器

提出了一种齿状缺陷地低通传输线结构,该低通传输线由多级齿状缺陷地构成,通过调节齿状缺陷地枝节长度,可以有效调节低通和阻带频率范围。利用该齿状缺陷地结构,级联交叉耦合扇形基片集成波导(SIW)滤波器,该文设计了一款高带外抑制的宽阻带滤波器,与传统SIW带通滤波器相比,其矩形系数K_{40 dB}=2,阻带范围大于2倍的中心频率,具有较好的通带和阻带选择特性。测试结果表明,滤波器的中心频率为10.35 GHz,3 dB和40 dB带宽分别为507 MHz和1.05 GHz,插入损耗优于1.47 dB,与仿真结果基本一致。     

基于CMOS工艺毫米波宽带片上天线

设计了一种基于0.18μm互补金属氧化物半导体（Complementary Metal Oxide Semiconductor, CMOS）工艺的94GHz频段宽带片上天线。该天线采用改进的单极子天线形式,以实现较宽的阻抗带宽。天线馈电形式采用共面集成波导（CPW）馈电结构,该结构便于毫米波天线探针台测试系统测试。此外,通过采用全波仿真软件HFSS,对天线衬底尺寸对天线阻抗和辐射性能的影响进行对比分析。所设计的天线工作频带（|S11|≤-10dB）为74~117.6GHz,94GHz频点处的增益为1.35dBi。该天线具有工作频带宽、辐射性能好等特性,可实现天线与IC芯片的一体化片上集成,满足宽带无线通信系统或毫米波雷达系统高集成度、小型化的应用需要。     

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。     

一种新型超宽带带通滤波器的设计

介绍一种新型的超宽带带通滤波器,研究了微带阶梯阻抗谐振器的阻抗特性,利用该并联结构实现了超宽带带通滤波器的带外传输零点。设计了一款性能较好的宽带带通滤波器,实际测试结果与仿真结果十分吻合,证明了设计方法的正确性。     

一种识别雷达用半集总参数LTCC双工器

介绍了一种基于低温共烧陶瓷(LTCC)工艺研制而成的小型化半集总高隔离度双工器.该双工器由L波段集总参数低通滤波器和X波段阶跃阻抗( SIR)分布参数带通滤波器组成.通过电磁仿真软件的仿真优化,实际加工滤波器的测试结果与软件仿真结果吻合.其中低通滤波器1dB截止频率为1.46GHz,带通滤波器中心频率为8.3GHz,1dB带宽为0.6GHz,通带内插损小于3.5dB,X波段端口对L波段端口隔离度大于60dB.该小型化LTCC双工器已成功应用于某毫米波战场识别系统的T/R组件中.     

应用于24和77GHz汽车雷达的单片三阶带通滤波器

在微波频率，由于波长较短，单片传输线作为一个设计要素变得越来越有意义。在24GHz和77GHz的汽车雷达频段，电感器可以通过一个短截线来实现，即用一段传输线，让其一端短接。本文将分别讨论22—29GHz，66—87GHz两种三阶带通滤波器的设计、仿真以及测试结果。这两种滤波器都以短截线作为电感，它具有所占面积小、损耗低的特点。还将证明滤波特性测量值与计算值是相当吻合的．     

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。     

一种改进结构的毫米波基片集成波导滤波器

介绍了基片集成波导（SIW）这一新技术,并对其中的主模（TE10）进行了简要分析。为了实现毫米波电路系统小型化,对传统链式SIW滤波器进行改进,提出了一种新型的带倒角的紧缩结构SIW滤波器。利用这2种结构,设计了中心频率为31.15 GHz,3 dB带宽2.4 GHz,相对带宽7.7%,插损小于1.9 dB的带通滤波器。仿真结果表明：带倒角的紧缩结构SIW滤波器不仅布局更紧凑,最大长度缩短了近一半,而且具有更好的滤波性能。     

一种新型复合结构的四分之一波长带通滤波器

提出了一种基于共面波导(Coplanar Waveguide,CPW)和微带线复合结构的四分之一波长带通滤波器(Bandpass Filter,BPF)。该带通滤波器由两个终端开路的T形微带馈线结构和四个交叉耦合的四分之一波长CPW谐振器组成。通过仿真优化得到其特性曲线图,并分析比较了不同参数对其滤波性能的影响。仿真结果表明,该带通滤波器在其2.97～3.03 GHz的通带内的最小插损低于0.4dB,回波损耗大于30dB,同时其带外衰减都大于25dB。这种滤波器结构紧凑,尺寸小,性能好,可应用于很多微波系统中。     

硅基毫米波共面波导可缩放神经网络模型

随着微电子工艺技术的发展,硅基CMOS器件的截止频率已经达到毫米波频段,使硅基微波单片集成电路实现成为可能。因此,建立硅基毫米波频段共面波导结构模型使准确设计硅基微波单片集成电路成为必要。文章提出了一种基于神经网络技术的共面波导结构(CPW)毫米波可缩放模型,采用3层神经网络结构,根据共面波导的测试结果,用神经网络来学习其物理变量和测试的相应S参数空间映射关系。仿真与测试结果比较表明:基于神经网络方法建立的毫米波共面波导可缩放模型对不同几何参数CPW能够快速和准确地给出对应的CPW的S参数结果。