脊双模波导滤波器的分析及设计

介绍了一种能实现脊双模波导滤波器的新型结构,分析了其腔内模式的耦合极性,利用不同的耦合极性对频率响应的影响可实现具有一对传输零点的双模滤波器,也可实现无传输零点的双模滤波器.以相同脊谐振单元不同的放置方向组成的两种带通滤波器为例,利用AnsoftHFSS仿真得到了两种不同的频率响应,结果与理论分析一致.最后设计出了一个六阶三传输零点的双通带滤波器,带内插损均小于0.6 dB,回波损耗小于-15 dB.     

新型高温超导(HTS)双模多次曲折微带环窄带滤波器

发展了一种新型HTS双模多次曲折微带环谐振器滤波器.给出了双模间耦合系数的精确计算方法.采用全波技术对四极滤波器特性进行的计算表明,它具有优良的窄通带、高选择性和小体积.设计、制造和测试了一个HTS四极滤波器,实验结果与理论计算基本一致.这种滤波器适用于卫星通信和移动通信系统.     

微带双模带阻滤波器

滤波器的小型化是滤波器设计中的一项重要技术.采用微带线双模谐振器设计的带阻滤波器,因双模谐振器的双模谐振效应,不但可以减少谐振器的数目,同时还可以省去λ/4波长传输线,从而在很大程度上减小了滤波器的体积.采用耦合矩阵设计带阻滤波器的方法,结合实际工程需要设计并实现了一个采用双模微带线谐振器的带阻滤波器.实测结果与理论推导取得了很好的一致,验证了设计方法的可行性和方便、快捷、准确的特点.     

脊双模波导滤波器的研究

介绍了一种利用脊谐振器产生的正交准TEM简并模实现脊双模波导滤波器的新方法。通过分析脊谐振器放置在主模传输波导中不同位置的特性,建立了耦合拓扑结构图,实现了三种不同类型的频率响应。利用全波仿真软件AnsoftHFSS,分别以方形和十字交叉这两种脊谐振器作为基本单元,设计出了两腔四阶的脊双模波导滤波器,两个滤波器的插损均小于0.2 dB,回波损耗小于–23 dB,仿真结果与预期吻合。     

一种新型圆腔双工器的设计

针对传统结构的圆腔双模双工器体积和安装面较大的缺点,参考H.Ezzeddine提出的紧凑型波导双工器结构,结合圆腔双模滤波器技术和双工器矩阵理论,给出一种紧凑型圆腔双模双工器拓扑结构,用于公共端口为单模谐振腔、通道滤波器为圆腔双模滤波器的双工器设计,减小其体积和安装面。在给出设计方法和步骤的同时,设计了同轴输入输出端口的C频段双工器,将实物样件测试结果和理论仿真结果进行对比分析,表明本文提出的设计方法,在减小圆腔双模双工器体积和安装面的同时,具有较好的电性能,为这类双工器的设计提供了一种新思路。     

新型的平面双模椭圆函数带通滤波器

根据传统的方形贴片双模滤波器,提出了一种新颖的带有两个切角的平面双模带通滤波器结构.该结构使用单个贴片谐振器并且没有耦合缝隙,通带两端各有一个衰减极点,有效减小了滤波器的辐射损耗.对该滤波器结构进行改进,又提出了一种带有两个相互正交、长度不等槽线的双模椭圆函数带通滤波器结构.该滤波器在中心频率1.8GHz处,回波损耗达到31.53 dB,通带内最小插损达到0.01 dB,3 dB相对带宽为19.44%.采用Ansotf公司的En-sem ble 8.0仿真软件进行的仿真研究.仿真结果表明该结构可以更加有效地减小辐射损耗,增加带宽,且体积比传统滤波器减小了约40%,有利于小型化.     

低损耗双模微带贴片带通滤波器研究

首先提出了一种新颖、简单的带有两个切角的双模微带带通滤波器结构。该结构使用单个贴片谐振器并且没有耦合缝隙,通带两端各有一个衰减极点,可以有效减小滤波器的辐射损耗。对该滤波器结构进一步改进,又提出了一种中心频率1.8GHz相互正交槽线的新型双模微带带通滤波器结构。该滤波器在中心频率1.8GHz处,回波损耗达到31.65dB,通带内最小插损为0.01dB,3dB带宽为19.44%。研究结果表明该结构可以进一步减小辐射损耗,并且可以减小滤波器的体积,有利于小型化。     

基于非谐振节点的盒型拓扑结构基片集成波导滤波器设计

针对微波带通滤波器小型化、高性能的应用需求,提出使用单模和双模基片集成波导谐振器相结合设计广义切比雪夫带通滤波器.该结构可实现盒型拓扑结构,并且双模基片集成波导谐振器中的主模TE₁₀₁作为非谐振节点提供一条额外的交叉耦合路径,并能增加一个有限的传输零点;该结构不需要传统负耦合结构就能实现两个有限传输零点,并且该传输零点可以位于通带上方或下方,具有设计灵活的特点.为了进一步提高滤波器的选择性,研究了在四阶滤波器上蚀刻互补开环谐振器设计拓展的盒型拓扑结构滤波器,并实现五阶滤波功能三个有限传输零点.为了验证结构的合理性,设计了两款中心频率为10GHz的对称和非对称响应的四阶滤波器、一款中心频率为5.8GHz的五阶滤波器,并给出相应的含非谐振节点的盒型拓扑结构耦合矩阵进行验证,最后进行加工和测试.耦合矩阵响应、仿真和测试结果一致性较好,表明了该结构设计高性能滤波器的可行性.     

TE111双模圆柱腔椭圆函数滤波器的耦合设计

滤波器是邻频频道合成器的关键部件之一,而耦合问题又是滤波器设计的关键.本文论述了TE111双模圆柱腔椭圆函数滤波器中应用的简并腔模及腔间与端面的耦合设计.文中巧妙地使用调谐螺钉和耦合螺钉,解决了双模圆柱腔椭圆函数滤波器中应用的简并腔模及腔间与端面的耦合设计问题,最后给出了该方法设计出的产品的实测数据.该产品使用效果好,用户满意.     

双/三模基片集成波导和共面波导混合结构滤波器设计

针对微波带通滤波器小型化、高性能的应用需求,提出使用双/三模方形基片集成波导和共面波导混合结构设计带通滤波器.通过改变双模基片集成波导中TE₁₀₂和TE₂₀₁的谐振频率和外部耦合的强弱,可实现具有近似椭圆、非对称和无传输零点响应的双模滤波器;两个相同尺寸的共面波导作为谐振器蚀刻在基片集成波导表面,与TE₁₀₂和TE₂₀₁共同形成一个通带,设计具有多样性响应的四阶滤波器.在具有非对称响应四阶滤波器的基础上,使主模TE₁₀₁频率移动到该通带附近,设计更宽带宽的五阶滤波器.并对设计的滤波器进行加工和测试.测试结果与仿真结果吻合,表明了该混合结构设计高性能滤波器方法的可行性.     

基于双模谐振器的W波段波导带通滤波器

带通滤波器为现代毫米波系统中进行频率选择的重要器件,而波导滤波器因其低损耗、大功率容量、易加工等优点成为首选。为满足系统的小型化要求,设计了一种基于双模谐振器且具有准椭圆函数响应的W波段波导带通滤波器。该波导带通滤波器结构简单紧凑,由两个双模方形脊谐振腔组成,可获得2 个传输零点及四阶准椭圆函数响应。滤波器样品选取紫铜材质,采用CNC 技术加工制作。经矢量网络分析仪测试,该滤波器通带内插损低,达0.5 dB,3 dB 波束带宽为4.35 %(92.2 ~96.3 GHz),回波损耗优于20 dB,通带外存在两个非对称零点。在全W波段的测试结果与仿真数据高度吻合。     

Performance improvement and size reduction of microstrip dual-mode bandpass filter

A novel miniaturised dual-mode bandpass filter with multi-arc resonators is proposed. The size of the dual-mode filter can be reduced significantly by using the microstrip dual-mode resonator consisting of multi-arcs; meanwhile insertion loss and spurious response suppression are improved A prototype filter is designed and implemented at 3.6 GHz with 2.8% fractional bandwidth, which shows a low passband insertion loss of 1.02 dB and a wide stopband with rejection better than 20 dB up to about 8.5 GHz.     

T形贴片双模微带带通滤波器

基于传统的T形贴片双模微带带通滤波器,提出了一种新型的加入缝隙耦合的T形双模微带带通滤波器。在T形贴片谐振器的两侧以缝隙耦合的方式插入馈线,并对其进行了优化。优化后的滤波器能在通带两侧都产生衰减极点,提高了阻带的抑制能力,对其进行了仿真。仿真结果表明,该滤波器通带的中心频率为5.0 GHz,与实测结果基本一致,滤波器尺寸为34 mm×24 mm,保证了滤波器的小型化。     

一种双模波导滤波器及应用

基于波导谐振器模式分析理论,文中介绍了一种TM 双模波导谐振器,并采用该谐振器仿真设计了微波滤波器。该滤波器具有体积小、Q 值高、便于调试安装等特点。 滤波器谐振器采用了 TM120 及 TM210 双模设计,谐振器尺寸可以灵活设计,适用于多种需求。 文中采用电磁仿真软件进行了滤波器的设计及优化,并分析了多种物理结构,包括同轴结构输入输出滤波器、高阶滤波器及腔体谐振器平面排列结构的滤波器。 生产加工了一台 Ku 频段的滤波器,测试性能优良,测试数据和仿真数据一致性好。     

Application of Representation Theory to Dual-Mode Microwave Bandpass Filters

This paper discusses the physics behind the operation of dual-mode bandpass filters from a field theoretical point of view. It is argued that the two degenerate modes of the empty dual-mode cavity, commonly taken as the vertical and horizontal polarizations, become nonphysical when coupling and tuning elements are inserted. Instead, the original degenerate modes are rotated, or modified in a complex way, to generate two new modes whose characteristics depend on the coupling and tuning elements. It is shown that the tuning elements, as placed in existing dual-mode filter designs, act as both tuning and coupling elements. A working dual-mode filter can be designed with only “tuning” elements present. A physical representation of dual-mode filters in terms of the eigenresonances of the dual-mode cavities, with the tuning and coupling elements present, is introduced. Two fourth-order dual-mode rectangular cavity filters with the same response in the passband and its vicinity are also presented to demonstrate the similar role played by “tuning” and coupling elements in dual-mode cavities. The first filter uses only “tuning” elements, while the second is based only on “coupling” elements.      

新型三角贴片加槽双模滤波器的设计

为了实现微波滤波器的小型化,文中设计了一个新型的三角贴片加槽双模滤波器。通过加槽的设计,使谐振器的工作频率进一步降低,从而实现了滤波器的小型化及低损耗;同时研究了该结构尺寸参数的变化对通带中心频率的影响。最后利用HFSS对滤波器进行了仿真,得到工作频率为2.352～45 GHz以及5.64～5.65 GHz的双通带带通滤波器。整个滤波器采用微带结构,经过仿真优化,得到的滤波器的滤波特性符合预期的要求。     

一种基于石英玻璃衬底的MEMS阶跃交指滤波器

提出了一种基于石英玻璃衬底的MEMS 5阶交指滤波器。利用三维全波电磁仿真软件CST,对设计的5阶交指滤波器进行结构优化和数值仿真。结果表明,该滤波器的中心频率为4.08 GHz,带内插损小于1.5 dB,带宽为1.21 GHz,大于基于硅衬底的7阶交指滤波器的0.8 GHz带宽。该方案减小了交指滤波器的尺寸,增加了带通滤波带宽,提高了滤波性能。讨论了硅、氮化硅、氮化硼和高硼硅玻璃等衬底材料与低阻抗长度对滤波器性能的影响,理论验证了低功耗、宽频滤波的5阶交指滤波器的性能。结果表明,石英玻璃衬底具有最佳的综合性能。     

A novel microstrip square-loop dual-mode bandpass filter with simultaneous size reduction and spurious response suppression

In this paper, a new capacitively stepped-impedance resonator(CSIR) is proposed to develop the microstrip square-loop dual-mode bandpass filter. Using this new design, simultaneous size reduction and spurious response suppression for the dual-mode bandpass filter can be achieved. An analytical formulation of this novel resonator is given in order to elucidate the spurious frequencies relocation design. Together with this formulation, a generalized dual-mode bandpass filter model is developed so as to ease the analysis of transmission zero and insertion loss. A prototype filter is designed at 900MHz with 1.5% fractional bandwidth. Significant spurious suppressions up to 33 and 35 dB are measured at 1.8 and at 2.7 GHz, respectively. A circuitry size reduction of 54% is achieved when compared with that of the conventional structure. Moreover, the CSIR allows frequency tuning and, thus, a varactor-tuned filter is designed and a measured tunable center frequency between 1.5-1.62GHz is demonstrated. Utilizing the proposed structure, not only size reduction,as well as spurious response suppression, but also center frequency tuning can be achieved.