基于两种谐振器的微型化毫米波LTCC滤波器设计

利用两种新型谐振器设计多层毫米波低温共烧陶瓷(LTCC)滤波器,其一是双环谐振器,另一是分形缺陷梯形谐振器.使用这两种谐振器设计的LTCC滤波器都采用带线结构,整个体积为5.5 inm×2.5mm x0.6mm,利用全波分析软件优化设计并加工出两种结构的滤波器,双环谐振结构滤波器的中心频率为31.5GHz,相对带宽为10.0%,带内插入损耗和回波损耗分别为1.2,11.4dB.分形梯形谐振腔滤波器具有较宽的频带,带宽为30.1-39.20GHz,相对带宽为26.3%.带内插入损耗小于1.9dB,回波损耗小于11.2dB.测试结果与仿真分析数据基本一致,说明方案可行有效,所设计滤波器可以满足毫米波通讯系统的要求.     

薄膜体声波谐振器(FBAR)滤波器研究

薄膜体声波谐振器(FBAR)滤波器具有小尺寸、高频、宽频带、高功率容量等特点,符合5G通信系统对射频滤波器的要求,因而成为射频滤波器的研究热点。对FBAR滤波器的结构原理、电路拓扑形式、关键材料和空腔结构方案四个方面进行了综合阐述与研究。首先介绍了FBAR的基本结构、描述了其工作原理,并指出用于衡量性能优劣的两个关键参数——有效压电耦合系数k■和品质因数Q。然后概括了FBAR滤波器的电路拓扑形式,并分析了Ladder形式、Lattice形式和Ladder-Lattice组合形式三种电路拓扑形式的特点。随后研究了FBAR滤波器的关键材料——压电材料与电极材料,并进行了性能特性的比较。其次总结了FBAR的空腔工艺制备方案,重点关注硅反面刻蚀型与空气隙型两大类,并给出了对比与讨论。最后对FBAR滤波器的进一步发展做出了展望。     

SIW交指带通滤波器的设计及仿真

介绍了一种双层SIW带通滤波器,两层之间采用交指结构实现谐振,输入输出采用共面波导形式.所设计的毫米波滤波器芯片尺寸仅有7 mm×3.5 mm×0.8 mm,使用三维高频电磁仿真软件对该结构进行仿真和优化,结果表明滤波性能符合设计要求:中心频率10.6 GHz、带宽2.5 GHz、带内插损2 dB.最后阐明了基于MEMS技术的该滤波器的工艺制作流程.     

薄膜体声波谐振器的有限元仿真

随着5G通信技术的日益发展,对通信频段的要求越来越高。传统的射频滤波器受结构和性能的限制,不能满足高频通信的要求。薄膜体声波谐振器(FBAR)作为一种新型的MEMS器件,很好地适应了无线通信系统的更新换代,使FBAR技术成为通信领域的研究热点之一。本文以COMSOLMultiphysics软件为基础,对FBAR谐振元件进行有限元仿真,分析其压电耦合特性、模态特性、谐振特性等。设计的谐振单元,谐振频率在工信部规划的5G通信频段标准(3.4 GHz-3.6 GHz)以内。同时引入完美匹配层(PML)减少寄生共振,更符合实际工艺制备的FBAR的共振特性。实验仿真结果表明,谐振频段在3.510 GHz-3.564 GHz,满足5G通信系统对频段的要求。当谐振位移形式变量满足AlN压电材料的变形范围,计算FBAR的主要性能指标,建立了一种基于COMSOL Multiphysics软件对FBAR的物理结构建模及相关特性研究的实验方法。     

小型化低剖面全向滤波天线设计

设计了一个小型化全向微带滤波天线。天线由带通滤波器和微带天线组成,二者共用一个地平面以减小尺寸且采用缝隙耦合方式连接,带通滤波器蚀刻在微带贴片天线的馈线位置处,引入选频滤波功能,在输入馈线前端添加一个横向矩形贴片使整个系统达到良好的阻抗匹配。与传统的微带天线相比,所设计的滤波天线在不改变尺寸大小的基础上引入了选频滤波功能,在通带边缘体现出较高的选择性。仿真与测试结果表明,该滤波天线的阻抗带宽为2.31 GHz～2.56 GHz,且通带内增益平缓,平均增益约为2.1 dBi,在工作频段内呈全向辐射特性。     

基于集员滤波的选择权更新子带有源噪声控制

通过子带自适应滤波结构,可以提高宽带噪声降噪效果,归一化子带自适应滤波（NSAF）通过在每个子带上使用相同的全带自适应滤波器,消除了传统子带结构会在输出端产生混叠分量的问题,具有较好的收敛性能和稳态均方误差。但由于在每个子带上采用相同的全带自适应滤波器,计算量要高于传统子带结构,集员滤波（SMF）技术具有数据选择更新的特点,可有效降低计算复杂度。基于NSAF结构,建立了前馈ANC无延迟结构,并基于集员滤波技术,通过选择部分权更新来进一步减少计算量,仿真验证了该算法对宽带噪声具有更优的降噪效果。     

基于CRLH—TL及CSRR的带通滤波器

首次提出一种复合左右手传输线零阶谐振器及互补谐振环的新型带通滤波器.设计方法利用左右手复合传输线的独有特性,即零阶谐振器中心频率与谐振器长度无关,能在特定非零频率上得到无限波长的特点,来构造环形滤波器,并且地板蚀刻了长方形互补谐振环结构.设计过程中使用了AnsoftHFSS软件进行全波仿真,经过多次仿真,通过调节参数大小优化设计,最终结果得到中心频率为1.85GHz、带宽为0.1GHz的新型带通滤波器.在达到同样效果的前提下,减小尺寸,单个谐振器与传统相比体积减少了近80%,长方形CSBR还提高了传输特性.上述结构的实现对于左手材料在微波器件中的发展有一定的促进作用,进一步扩大了左手材料的应用范围.     

基于多平台的FIR数字带通滤波器设计及验证

研究有限长单位脉冲响应滤波技术,是超声回波信号处理中滤除噪声的关键问题。有限长单位脉冲响应滤波技术与无限长单位脉冲响应滤波技术相比,只在原点上存在极点具有全局稳定性。分别在多平台下建立FIR数字带通滤波模型,仿真得到滤波前后的波形,由波形对比判定方法的带通滤波效果。再将在Matlab设计中得到的数据文件导入FPGA中,经VHDL编程获得两种环境下的时域仿真图,判定上述环境下的滤波效果。根据参数设置要求在带通滤波器中测试多种频率下的脉冲波形,进行试验验证。表明Matlab和FPGA多平台开发下的FIR数字带通滤波器具有很好的滤波效果。     

基于铣削式加工的140 GHz矩形波导带通滤波器

利用现代计算机数控机床（Computer Numerical Control,CNC）铣削技术实现了中心频率为140 GHz的矩形波导带通滤波器。基于电磁仿真软件HFSS对该滤波器进行了优化设计和容差分析。采用CNC铣削技术完成了该滤波器的加工制备。测试结果与仿真结果吻合良好，表明该滤波器具备优越的性能：其中心频率为140.2 GHz、3 dB相对带宽为10.1%，插入损耗小于0.5 dB，带内回波损耗优于25 dB，距中心频率±20 GHz处带外抑制大于30 dB。该结果进一步验证了利用CNC铣削技术加工140 GHz波段滤波器的可行性。     

超高Q微波光子滤波器的研究进展

微波光子滤波器是一种具有射频滤波功能的光学子系统。相对于普通的电域射频滤波器件,微波光子滤波器具有高带宽、低损耗以及不受电磁干扰影响等优点。Q（即品质因数）是衡量带通滤波器性能的主要参数之一,其大小反映了滤波器的频率选择特性。已报道的各种提高微波光子滤波器Q的方法中,基于多级滤波器级联的结构能够显著提高滤波器的Q,因而得到广泛关注。本文以超高Q为主线,综述了基于级联结构的微波光子滤波器的研究进展,并对微波光子滤波器的下一步研究进行了展望。