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。     

基于SIW技术的毫米波滤波器研究与设计

基于基片集成波导（substrate integrated waveguide,SIW）结构设计了两款四阶的耦合带通滤波器,使用三维全波电磁场仿真软件HFSS对设计的两款滤波器进行了仿真设计和优化.由仿真结果分析得出,两款滤波器的工作频率均位于毫米波频段.第一款SIW滤波器实现了切比雪夫型响应,中心频率为20 GHz,带宽为2 GHz,通带内的插入损耗低于1.5 dB,回波损耗低于-20 dB,在阻带中对信号的衰减程度可以达到50 dB.第二款SIW滤波器实现了准椭圆函数型的响应,中心频率为29.1 GHz,带宽为300 MHz,通带内的插入损耗低于1 dB,回波损耗低于-20 dB,在通带到阻带的过渡中实现了两个陷波点.仿真结果表明,在毫米波滤波器设计中引入SIW结构,有利于优化滤波器尺寸,得到较好的滤波器性能指标,是毫米波滤波器发展的一个重要方向.     

5G毫米波双频段基片集成波导双工器

提出一种适用于5G毫米波无线通信系统的具有高隔离度和优异通带性能的双频段基片集成波导(SIW)双工器。该双工器由一种新型的Y型耦合谐振器和频带独立可控的新型双频段滤波器组成。新型双频段滤波器基于SIW三角形谐振腔,相比传统矩形SIW 谐振腔空载Q值更高,并且设置多种扰动元件以实现两个频带的独立可控。Y型耦合谐振器由圆弧状的微带线拼接而成,最大限度地减弱通道互耦合以提高隔离度。该双频段双工器具有结构紧凑、尺寸小的优点。实际制作的双频段双工器接收通道中心频率分别为27 GHz和36 GHz,发射通道中心频率分别为29 GHz 和39 GHz。实测结果其阻带抑制优于-60 dB,隔离度优于-50 dB,验证了该设计方法的有效性。     

一种基于DGS和EBG混合结构的毫米波滤波器设计

设计了一款可应用于毫米波频段（22.5～29.5 GHz）的小型化、高性能带通滤波器。首先利用羊角型DGS结构的谐振特性,在基片集成波导（Substrate integrated waveguide,SIW）的高通通带内产生阻带和低通特性;之后在滤波器输入微带线上耦合U型电磁带隙结构（Electromagnetic band gap,EBG）,利用该结构产生的两传输零点之间的带宽可以调整的特性,来保证滤波器通带带宽及提供高带外抑制;最后利用电磁仿真软件HFSS 13.0对滤波器进行仿真与优化。实测结果表明,该滤波器整体尺寸为10 mm×5 mm,中心频率为26 GHz,3 dB截止频率分别为22.1 GHz和29.3 GHz,带宽为7.2 GHz,相对带宽达到了28%,滤波器的插入损耗为1 dB,回波损耗优于15 dB,上、下边带带外抑制均优于25 dB,可应用于毫米波频段无线通信系统中。     

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。     

改进型CIC抽取滤波器设计与FPGA实现

为了改善级联积分梳状(CIC)滤波器通带不平和阻带衰减不足的缺点,给出一种改进型CIC滤波器.该滤波器在采用COSINE滤波器提高阻带特性的基础上,级联了一个SINE滤波器,补偿了其通带衰减.硬件实现时,采用新的多相分解方法结合非递归结构,不仅大大减少了存储单元数量,还使电路结构更加规则.经仿真和FPGA验证,改进型CIC滤波嚣使用较少硬件,实现了阻带衰减100.3 dB,通带衰减仅为0.000 1 dB.     

新型小型化平衡滤波器的设计

结合平衡滤波器性能与LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics)工艺,从滤波器和巴伦的设计理论出发,设计了一款新型小型化的高性能平衡滤波器。该平衡滤波器采用多层带状线结构作为基本的谐振单元同时实现滤波和巴伦功能。仿真结果表明,该平衡滤波器的通带中心频率为4.05 GHz,3 dB带宽为300 MHz,通带3.9~4.2 GHz内插损小于5.5 dB,低阻带1.0~3.5 GHz和高阻带5~8 GHz的衰减均大于30 dB,幅度不平衡度小于±0.25 dB,相位不平衡度小于±6°,平衡滤波器尺寸为3.2 mm×2.5 mm×1.5 mm。     

一种新型宽阻带管状带通滤波器的设计

为改进原管状带通阻带特性,设计了一种新型结构.基于阻抗匹配,可在端头引入任意多“r型”网络.同时其衰减极点能有效抑制“谐振峰”状寄生,阻带拓宽多达1倍频程(现为1.27fo～17fo).改进后,滤波器具有低插损(小于等于0.77 dB)、轻量化(小于等于64 g)、高寄生抑制(大于等于75 dB)等特点.目前,该滤波器...     

一种新型介质栅波导滤波特性的研究

提出了一种新型介质栅波导阻带滤波结构,并采用多模网络与严格模匹配相结合的方法对该阻带滤波特性进行了仔细分析,给出了主模TM模的Brillouin图及滤波结构的归一化中心频率、阻带的宽度和带内最大衰减等特性和结构参数的关系.与传统的介质栅滤波器相比,新滤波器结构不仅具有金属损耗小的优点,而且其阻带带宽和带内衰减都要比传统介质栅滤波器的大得多.文中所给出的计算结果对设计该新型带阻滤波结构有指导意义.     

一种基于LTCC 的吸收式低通滤波器的设计

为了阻止阻带反射信号回到信号源,设计了一款LTCC半分布式吸收低通滤波器。该滤波器通过衰减电阻把阻带能量衰减掉,在不增加插入损耗的情况下达到吸收阻带反射信号的效果。仿真结果表明,该款滤波器的3 dB截止频fc=2.5 GHz,带内回波损耗大于20 dB,6fc处对反射信号的吸收大于12 dB,3.7 GHz处的带外抑制大于20 dB,模型尺寸仅为4.8 mm×3.6 mm×1.43 mm。     

Optimisation of SIW bandpass filter with wide and sharp stopband using space mapping

This work presents a substrate integrated waveguide (SIW) bandpass filter with wide and precipitous stopband, which is different from filters with a direct input/output coupling structure. Higher modes in the SIW cavities are used to generate the finite transmission zeros for improved stopband performance. The design of SIW filters requires full wave electromagnetic simulation and extensive optimisation. If a full wave solver is used for optimisation, the design process is very time consuming. The space mapping (SM) approach has been called upon to alleviate this problem. In this case, the coarse model is optimised using an equivalent circuit model-based representation of the structure for fast computations. On the other hand, the verification of the design is completed with an accurate fine model full wave simulation. A fourth-order filter with a passband of 12.0–12.5 GHz is fabricated on a single layer Rogers RT/Duroid 5880 substrate. The return loss is better than 17.4 dB in the passband and the rejection is more than 40 dB in the stopband. The stopband is from 2 to 11 GHz and 13.5 to 17.3 GHz, demonstrating a wide bandwidth performance.     

一种新型基片集成波导双模带通滤波器

综合基片集成波导和双模滤波器两种前沿技术,设计了一种新型微波带通滤波器结构,该滤波器结构简单,无载品质因数高达10 000。同时,通过使用凹型过渡方式,解决了基片集成波导与微带线的过渡问题,从而方便了滤波器和有源微波电路的集成。文章设计的滤波器中心频率在5.63 GHz,通过TE102和TE201两种模式耦合,产生一个传输零点,极大的改善了阻带效果。实验表明,通带内反射损耗S11优于25 dB,3 dB带宽达60 MHz。     

Substrate Integrated Waveguide Filter With Improved Stopband Performance for Satellite Ground Terminal

In this paper, patent pending substrate integrated waveguide (SIW) bandpass filters with moderate fractional bandwidth and improved stopband performance are proposed and demonstrated for a $Ka$ -band satellite ground terminal. Nonphysical cross-coupling provided by higher order modes in the oversized SIW cavities is used to generate the finite transmission zeros far away from the passband for improved stopband performance. Different input/output topologies of the filter are discussed for wide stopband applications. Design considerations including the design approach, filter configuration, and tolerance analysis are addressed. Two fourth-order filters with a passband of 19.2–21.2 GHz are fabricated on a single-layer Rogers RT/Duroid 6002 substrate using linear arrays of metallized via-holes by a standard printed circuit board process. Measured results of the two filters agree very well with simulated results, showing the in-band insertion loss is 0.9 dB or better, and the stopband attenuation in the frequency band of 29.5–30 GHz is better than 50 dB. Measurements over a temperature range of $-{hbox{20}} ^{circ}$C to $+{hbox{40}} ^{circ}$C show the passband remains almost unchanged.      

半模SAFSIW谐振腔耦合带通滤波器设计与实现

空气隙填充基片集成波导(Slab Air-Filled Substrate Integrated Waveguide,SAFSIW)作为一种新型的导波结构,被广泛应用于毫米波传输线以及无源电路的设计,由于SAFSIW 中空气隙的存在,其相较于传统的SIW 具有更高Q值。本文基于半模双腔耦合SAFSIW 设计并实现了一款中心频率为19 GHz 的带通滤波器。为了改善滤波器的带外抑制,通过给谐振器并联枝节线结构,在滤波器的上边28 GHz 处,引入一个传输零点,大大改善了滤波器的带外抑制特性。利用双面覆铜的LCP 基板进行了滤波器的加工,并对其进行测试。测试结果表明,该滤波器中心频率为19 GHz,相对带宽达18%,插入损耗优于-4.2 dB,回波损耗小于-16 dB。由于上边带传输零点的引入,该滤波器在28.5 GHz 时,上边带抑制达到-36 dB 以下。实物测试相比于仿真结果有一定的恶化,主要原因是由于SMA转接头带来的损耗以及HMSAFSIW谐振腔的加工误差所导致。     

基于SIW结构的毫米波MEMS滤波器设计

针对5G毫米波无线通信的发展需求,采用硅基单层基片集成波导(SIW)结构设计了一款毫米波滤波器。首先通过理论分析,计算得到滤波器的结构参数。然后使用电磁仿真软件HFSS 对滤波器结构进行仿真与优化,使其满足设计指标要求。设计得到了一个五阶毫米波滤波器,其通带范围24.25~27.5 GHz,相对带宽12.56%,中心频率处插入损耗小于1 dB,带内回波损耗优于-16 dB。最后,使用MEMS工艺将该滤波器加工成实物并进行性能测试,得到尺寸为9.45 mm×4.8 mm×0.4 mm 的滤波器芯片,达到小型化要求。测试结果表明,MEMS毫米波滤波器的仿真结果与测试结果基本保持一致。     

8mm基片集成波导环行器的研究与设计

提出了一种设计毫米波环行器的新方式,以进一步缩小器件体积并维持良好性能。具体方案为:通过SIW使器件具有小体积和高功率;通过弧形SIW将传统的Y字型环行器变为准T字型环行器;通过渐变器将SIW过渡到50Ω的标准微带线上,该渐变器可以内嵌到SIW内使器件体积更小。8mm环行器采用高频层压板和圆柱铁氧体进行设计,并通过高频电磁场仿真软件(HFSS)进行验证,得到工作频带内插入损耗小于0.2dB,隔离度大于20dB,回波损耗大于25dB,驻波小于1.2的结果。按设计得到的产品,其性能测试结果和仿真结果基本吻合,但工作频率有所下降。