压电换能器电调七阶微带滤波器的设计

为了解决电容管电调滤波器插入损耗大的问题,该文设计了一款以压电换能器为电调元件、介质基片为微扰片的七阶平行耦合线电调滤波器。采用高频结构仿真器(HFSS)和先进的设计系统(ADS)对滤波器的结构参数进行联合仿真和优化,分析了滤波器的耦合系数和外部品质因数随微扰片间距变化的关系。将氧化铝陶瓷基板、压电换能器(PET)和微带滤波器组装在一起构成压电换能器电调滤波器,并用网络分析仪测量滤波器在不同直流电压下的S参数。测量结果表明,中心频率调谐范围为4.38~4.78 GHz时,通带的反射损耗大于10 dB, 插入损耗小于1.5 dB,达到了设计要求。     

变容管电调微波带通滤波器

本文叙述采用梳状线结构的变容管电调微波带通滤波器的设计理论和方法。推导出梳状线带通滤波器的输入、输出耦合网络的参数条件,以补偿带通滤波器的谐振器之间电磁耦合随不同调谐频率的变化;并给出使带通滤波器的绝对带宽或通带回波损耗在调谐频率范围内变化最小时,梳状线谐振器的电长度应满足的相应条件,由此来保证电调带通滤波器在较宽的调谐频率范围内具有较高的通带回波损耗,且保持带通滤波器的响应形状和绝对带宽基本不变。此外,还讨论了由电调变容管的Q值引起的带通滤波器的通带有功损耗问题。文中给出了具体的设计公式。最后,给出了一个L波段变容管电调带通滤波器的研制实例和测试结果。     

厘米波段介质带通滤波器的设计与制作

为了提高基站的通信质量,研制了高性能的窄带介质带通滤波器。选择切比雪夫低通原型设计线路,采用6个环形介质谐振器直接耦合实现滤波器,输入输出采用探针耦合。用HFSS软件对滤波器的结构进行了仿真。用εr=38的高Q值介质陶瓷材料制作了环形谐振器,分析了衬垫材料的高度对环形谐振器性能的影响,测试了级间耦合系数。最后制作出中心频率为6GHz的介质带通滤波器,滤波器的带宽窄（0.5%）,插入损耗较小,阻带衰减很高,达到了国内先进水平。     

微带阶跃阻抗谐振器小型化滤波器的精确设计

采用具有内部耦合的微带阶跃阻抗谐振器实现小型化,借助电磁场全波分析软件,拟合出了谐振器的级间耦合系数k和外部Q值与谐振器结构的关系曲线,得出了滤波器的物理结构,实际设计制作了一个中心频率为1.52 GHz的带通滤波器,并对滤波器传输特性进行了实测。     

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(0.59λ_g×0.21λ_g)(λ_g为调谐范围中心频率对应波长),符合小型化要求。     

一种新型单块双频带通介质滤波器

为了得到质量小、品质因数(Q)值高和低温漂系数低的小型双频带通滤波器,提出了一种基于单块小型介质滤波器的设计方案。该滤波器由介质腔体和矩形介质谐振器组合而成,谐振器和腔体由同种材料构成,腔体内部不需要其他固定谐振器的措施,腔体外表面镀上一层金属银。通过用限元模拟软件法对滤波器结构进行仿真优化,得到滤波器的两个中心频率分别为3.18GHz和3.78GHz,两个频带的3dB带宽分别为60 MHz和23 MHz,在中心频率处回波损耗均低于-30dB。     

960MHz同轴介质谐振器滤波器的研制

研制了用四个高Q值介质同轴谐振器构成的带通滤波器,谐振器之间的耦合通过陶瓷基片上的电容实现,讨论了影响谐振器插入损耗的主要因素。结果表明,该四级式低损耗介质同轴谐振器滤波器中心频率f0为960MHz,插入损耗小于3.0dB,能满足设计要求。     

900 MHz独块同轴微波介质滤波器的仿真

采用HFSS软件讨论介质滤波器耦合(包括谐振器间的互耦合以及谐振器与外电路的耦合)性能以及中间谐振器谐振长度与其频率的相互关系,得到滤波器外界品质因数与其输入输出端口大小、滤波器级间耦合系数与其耦合孔直径以及中间谐振器谐振长度与其频率之间相互关系曲线,并以此确定所设计的介质谐振器滤波器结构尺寸。根据讨论结果,最终设计出的滤波器性能指标为:中心频率899.5MHz,带宽14MHz,带内波动0.8dB,通带损耗1.5dB,性能满足移动通讯要求。     

直线型交叉耦合介质窄带滤波器的设计与制作

为了减小滤波器的体积和提高阻带衰减,研究了直线型交叉耦合介质窄带滤波器。介质滤波器由三个TE_(01δ)介质谐振器和两根倾斜45°或135°的金属杆组成,中间谐振器与两端谐振器互相垂直,金属杆位于相邻谐振器之间。分析了两根平行金属杆和正交金属杆产生传输零点的工作原理,并用传输路途相位差的方法来判断零点产生的位置。用HFSS仿真软件详细讨论了谐振频率、耦合系数和外部Qe值与滤波器结构参数的关系,优化了滤波器的结构参数。采用相对介电常数为45的介质陶瓷制作了两个三级介质滤波器,滤波器的中心频率分别为3.76 GHz和3.74 GHz,3 d B带宽分别为50 MHz和64 MHz,插入衰耗分别为0.77 d B和0.51 d B,传输零点分别位于低端和高端,偏离中心频率大约100 MHz,其衰减大于63 d B,测试的各项性能均达到了设计要求。     

输入输出电容对孔耦合同轴滤波器性能的影响

为了提高滤波器的电性能,研究了孔耦合两腔介质同轴滤波器的调试技术.理论上分析了耦合谐振器的频率和有载品质因数(Q)值与输入、输出电容的关系.采用介电常数εr=74的微波介质陶瓷制作了孔耦合两腔介质滤波器,通过观察反射系数(S11)波形讨论了输入、输出电容对滤波器性能的影响.结果表明,反射系数的波形和大小能直接反映出输入、输出电容的大小是否合适.最后制作出中心频率为902 MHz、通带带宽13.2 MHz、阻带衰减(f0士40 MHz)＞24.9 dB的带通滤波器.该调试技术对两腔以上介质滤波器的调试具有指导作用.     

Microwave characteristics of liquid-crystal tunable capacitors

This letter investigates the microwave characteristics of the liquid crystal tunable capacitors for the first time. With the dielectric anisotropy properties, the liquid crystal capacitors present very different characteristics compared to the semiconductor or MEMS tunable capacitors. A quality factor of 310 with a control voltage of 5 V was achieved at 4 GHz. A tuning range of 25.3% for the control voltages from 0 to 5 V was obtained at 5 GHz. The results demonstrate the potential applications of liquid crystals as dielectric materials for capacitors with high quality factors and wide tuning ranges at high frequencies, particularly suitable for the future flexible electronics with transparent substrates.     

Piezoelectric transducer tuned bandstop filter

A tunable bandstop filter with a wide tuning range is presented. A piezoelectric transducer with an attached dielectric perturber is used to perturb the filter to obtain a wide tuning range. Without changing the dimensions of the bandstop filter the tunable bandstop can provide a wide tuning range of 25% from 4.5 to 6 GHz. The high performance bandstop filter is useful for many microwave applications     

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。     

一种X波段梳状线可调带通滤波器

设计了一款X波段压控可调梳状线带通滤波器,通过调整加载变容二极管的偏置电压改变电容值大小,从而达到调整滤波器中心频率的目的。根据恒定带宽条件对滤波器耦合系数以及外部Q值的要求,确定梳状线滤波器的尺寸参数,并对其进行电磁仿真优化,最终制作的X波段可调滤波器尺寸为16 mm?20 mm?21 mm,控制电压7.6~15.4 V,实现滤波器中心频率8~10 GHz连续可调。在调谐频率范围内,滤波器通带宽度15%,回波损耗小于–10 dB,矩形系数小于2.8。     

基于波纹耦合微带线的可调谐带通滤波器

设计了一种紧凑5阶双零点可调谐带通滤波器。通过在传统梳状线滤波器中引入波纹耦合微带线结构,该滤波器可以在中心频率调谐过程中保持绝对带宽恒定,同时尺寸相较于传统方法可减小50%。谐振器中引入分布式补偿电容利于滤波器应用于高介电常数衬底的微带线结构。基于源与负载间的耦合,引入两个传输零点来提高滤波器的衰减特性。HFSS仿真结果显示,当加载的电容值为2.43 pF时,滤波器的中心频率为1.48 GHz,带宽为194 MHz,插入损耗为1.36 dB。随着加载电容值从2.15 pF增加到2.93 pF,滤波器的中心频率从1.55 GHz减小至1.37 GHz。保持绝对带宽恒定的情况下,通带内的插入损耗小于1.5 dB。     

采用新型可调谐有源电感的频率可调谐高Q低噪声的带通滤波器

对采用双回转结构交叉耦合差分有源电感(DGC-DAI)的可调谐、高品质因子Q和低噪声差分有源带通滤波器(THQLNA-BPF)进行了研究。输入级,采用差分共基-共射结构,以抑制噪声和获得高频特性;输出级,采用差分共集放大器,以获得高的驱动能力和高的隔离度;有源电感滤波网络,利用DAI电感值可宽范围调谐、高Q值和低的噪声,来分别实现BPF的中心频率的宽范围调节、高Q值和良好的噪声特性;进一步地,利用变容二极管网络改善BPF中心频率的可调性和提高Q值,利用有源可调负阻网络提高BPF的Q值和进行Q值独立调节。基于WIN 0.2μm GaAs HBT工艺,利用ADS对THQLNA-BPF进行性能验证。结果表明:中心频率可在1.68 GHz~4.32 GHz范围内调谐,调谐量达2.64 GHz;最大和最小Q分别达到83.6和33.6;噪声范围为6.04 dB~8.83 dB;在中心频率为3.69 GHz时,输入1 dB压缩点为-7.3 dBm,稳定系数μ>1;静态功耗小于18 mW。     

A two-pole tunable filter with constant fractional-bandwidth characteristics

In this paper, a tunable filter with constant fractional bandwidth is designed and fabricated on ε_r = 2.2, h = 0.508 mm duroid substrates. A new mixed electrical and magnetic coupling scheme is introduced by this structure to achieve an overall constant coupling coefficient during the tuning range, which can meet the requirement of constant fractional bandwidth. A detailed analysis on the external quality (Q_ext) and coupling coefficient is presented. Two-chip capacitors (C_M = 1 pF), using radio frequency (RF) and microwave capacitors, were used to enhance Q_ext. The Q_ext (22 ± 3) shows a relatively small variation over the entire tuning range. The tunable constant fractional-bandwidth filter shows a tuning range of 1.28–1.86 GHz, a 3-dB bandwidth of 5.3 ± 0.6% and an insertion loss of 5.11–2.69 dB. The measured and simulation results are in a good agreement.     

对称L型缺陷微带结构可调带通滤波器研究

设计了一种由对称L型缺陷微带结构实现的新型频率可调带通滤波器,并给出了相应的等效电路;对具有该结构的单频带带通滤波器的S参数频响特性进行了仿真与分析,并计算了耦合系数;依据上述结构设计制作了一种可调谐的双频带带通滤波器,并对其谐振频率的可调性进行了分析。结果表明:所制滤波器的谐振频率分别为2.4 GHz和3.5 GHz,相对带宽分别为4.63%和4.95%,有效电路尺寸仅为26.0 mm×1.2 mm。该L型缺陷微带结构带通滤波器具有结构简单紧凑、尺寸小、频率选择性好和谐振频率独立可调等优点。