基于双方环结构的超宽带平衡滤波器设计

平衡滤波器因具有卓越的抗噪声及抗电磁干扰能力而在繁杂频谱环境下的低噪通信系统中显得至关重要。该文提出了一款具有共模抑制特性的平衡滤波器,通过差共模理论结合导纳矩阵及传输矩阵完成了分析设计。该滤波器中心频率为1．4 GHz,相对带宽可达74．3%,覆盖2G、GPRS、3G及4G LTE频段。同时该滤波器的边带具有两对传输零点,故其具有理想的边带滚降速度及边带抑制水平。滤波器全差模通频带内共模信号抑制水平均优于10 dB,差模阻带抑制优于20 dB,电路尺寸仅为0．17λ_g×0．17λ_g。     

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.     

基于感性传输线的可调有源滤波器北大核心CSCD

论文采用电容加载传输线结构实现了一个可调谐的有源带通滤波器。该滤波器主要由感性微带线与三极管极间电容产生并联谐振提供频率选择性。通过在微带线后加载一个可变电容改变该感性微带线的等效输入阻抗,从而改变谐振频率,同时产生一个传输零点,以提高阻带抑制性,可变电容同样可以改变传输零点的频率。输出匹配采用多节传输线达成宽带匹配以确保调谐过程中输出端始终保持良好的回波损耗。该有源滤波器的中心频率在1.5GHz～2.5GHz频段范围内可调,中心频率处增益大于5dB,回波大于10dB。     

一种硅基MEMS微波SIR交指带通滤波器

基于7阶SIR交指结构滤波器,提出了一种基于硅MEMS技术的微波S波段交指带通滤波器。不仅保留了交指结构的高通带选择性,而且可以通过调整SIR的阻抗比和电长度比来实现宽阻带。采用MEMS工艺,在双层高电阻率的硅片上完成了滤波器的制作和自封装,它具有体积小、损耗低的优点。仿真结果表明,该滤波器在中心频率2.35 GHz处的相对带宽为30%,带内插损小于1.5 dB,回波损耗大于15 dB,在频率f0±0.8 GHz处的阻带抑制比大于50 dB。该交指带通滤波器的体积仅为(11×7×0.8)mm³。     

基于D-CRLH传输线的带阻滤波器

提出了一种新型对偶复合左右手传输线(Dual Composite Right/Left-handed Transmission Line,D-CRLHTL)结构,该结构单元由T型缺陷地(T-shaped defected ground structure,T-DGS)结构以及矩形贴片短截线组成,基于对传输线单元结构传输特性的全波仿真分析,设计了一款带阻滤波器。由于利用了基于T-DGS的D-CRLH传输线,该带阻滤波器具有较小的尺寸和更加陡峭的边沿特性。实验结果和仿真设计结果吻合较好:阻带中心频率为4.15GHz,插入损耗为30dB,3dB带宽为1.9GHz,20dB带宽为1.55GHz。     

一种基于SIW毫米波的自均衡带通滤波器

提出了一种4阶SIW自均衡带通滤波器。该滤波器具有面积小、易集成等优点。采用三维仿真软件HFSS对电路进行仿真,仿真结果表明,滤波器中心频率为f₀=36.3 GHz, 带宽为1.2 GHz,在60%的通带范围内,群时延变化小于0.02 ns,满足设计指标要求。     

基于多层结构的宽阻带SIW带通滤波器

近年来，多层结构的基片集成波导(SIW)带通滤波器因其结构紧凑的优点得到研究者们的青睐，与此同时，阻带带宽窄的缺点又阻碍了滤波器的发展。为了提升滤波器的阻带性能，提出一种基于多层结构的宽阻带SIW带通滤波器。将滤波器的内外耦合窗口设置在模式的最弱电场处，从本质上抑制该模式。同时引入电磁混合耦合理论，分析特定模式的电磁分布情况，并根据HFSS软件提取的耦合系数设计耦合孔径的大小和位置，实现对特定模式的抑制。仿真结果显示可以完全抑制谐振频率低于TE₃₀₃模以内的所有高次模。实际加工并测量了该滤波器，中心频率为5.9 GHz,相对带宽为2.54%,阻带可以延伸至17.42 GHz (2.95f₀,f₀为滤波器中心频率),且带外抑制优于28 dB,仿真和测量结果显示两者吻合度较好。与其他SIW滤波器相比，该方法设计简单、带宽可调、阻带更宽，易于应用到实际的微波通信系统中，具有潜在的应用价值。     

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。     

基于慢波特性扇形SIW的可调带通滤波器

提出了一种具有慢波特性的扇形基片集成波导谐振腔,设计了一款小型化双频带通滤波器,相较于传统SIW带通滤波器,该滤波器小型化率为64%。通过引入金属盲孔结构实现了滤波器双频带中心频率的调节,同时,采用源负载耦合结构,在带外产生了4个传输零点,实现了滤波器的高选择特性。测试结果表明,滤波器的双通带中心频率分别为4.86 GHz和6.81 GHz,3 dB带宽分别为238 MHz和212 MHz,双频带插入损耗分别优于0.9 dB和1.1 dB,与仿真结果基本一致。     

基于DGS和SIR单元的超宽阻带低通滤波器设计

为了解决传统的微带线低通滤波器尺寸偏大,阻带较窄的问题,采用阶梯阻抗谐振(SIR)单元加载哑铃型缺陷地结构(DGS)单元设计了一个五阶微带低通滤波器,并通过在主传输线两侧添加并联开路枝节,以补偿DGS微带线的特性阻抗。测试结果表明:该滤波器结构尺寸21.6mm×8mm,3dB截止频率4GHz,通带内平均驻波比小于1.5,阻带范围5GHz～35GHz。实现了滤波器结构尺寸的减小和超宽阻带。     

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.     

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.      

一种高滚降宽阻带低通微带滤波器

普通的阶梯阻抗低通滤波器滚降系数一般低于80 dB/GHz,阻带抑制小于20 dB,使其应用受到较大限制;文中首先从理论上分析并设计了具有宽阻带优势的阶梯阻抗滤波器,然后引入扇形短截线结构提高滚降系数,设计了一款通带为0~6 GHz 的高滚降宽阻带的微带低通滤波器。利用ADS 和HFSS分别对滤波器进行了建模、仿真和优化;最后采用RO4003 板材加工并对实物进行了测试。测试结果显示,所设计的滤波器3 dB 截止频率为6.02 GHz,滚降系数为123 dB/ GHz,阻带6.24~20 GHz,阻带抑制大于30 dB。     

一种超宽阻带微带低通滤波器的设计

基于传统阶跃阻抗滤波器,提出了一种易于实现的超宽阻带微带低通滤波器改进设计方案。低阻抗线部分采用扇形微带结构,在同等阶数下,该结构的滤波器与传统阶跃阻抗滤波器相比,具有更紧凑的电路结构以及更好的阻带特性。在滤波器末端并联开路短截线,使得阻带增加额外传输陷波点来抑制寄生通带。利用ADS和HFSS仿真软件对滤波器结构进行优化设计,并进行了实物的加工和测试。实测结果表明,通带3 dB 截止频率为2 GHz,通带内0-1.8 GHz 回波损耗大于20 dB,3-20 GHz 频率范围内的阻带抑制能达到25 dB 以上。     

基于开路T型结构的小型化超宽阻带滤波器设计

传统滤波器由于寄生通带的存在,其高频阻带性能较差。随着超宽带雷达系统和超宽带通信系统的发展,小型化宽阻带的滤波器已成为一项紧迫的技术课题。该文论述了一种普适性的基于开路T型结构的小型化超宽阻带滤波器结构,这种滤波器和传统滤波器相比,结构极为紧凑,5倍基频范围内的寄生通带均被抑制,而通带性能保持良好。基于此结构实际制作了一个截止频率为2.9 GHz的低通滤波器,测量得到的通带内平均插入损耗仅0.67 dB,带内平均驻波比为1.33,过渡带陡峭,40 dB矩形系数仅1.096,而所测得的阻带从3.23 GHz到10.30 GHz之内谐波抑制大于36 dB,从10.30 GHz到15 GHz之内谐波抑制大于27 dB;该滤波器的长度仅为传统的同类型滤波器的长度的37.1%,面积大大减小。仿真和测量结果表明该类型滤波器同时满足了小型化和宽阻带的性能需求。     

一种紧缩结构的新型毫米波基片集成波导滤波器

提出了一种紧缩结构的新型毫米波基片集成波导(SIW)滤波器,在结构紧缩的同时性能得到了显著改善.在设计的一组SIW毫米波滤波器中,长度从传统滤波器的23.1mm压缩到新型滤波器的12mm.测试结果显示新型滤波器阻带衰减大于54dB,相对于性能相近的传统SIW滤波器改善12dB以上.具有超过50dB衰减的阻带宽度超过9GHz.上边带过渡特性更陡,同时仍保持了传统SIW滤波器所具有的陡峭下边带特性和低损耗特性.     

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IPD吸收式低通滤波器的设计

为解决反射信号损害系统性能的问题,提出了一种具有高带外抑制和高带外吸收的小型化吸收式低通滤波器。该滤波器通过高通通路和低通通路实现了吸收式低通滤波器;通过抑制增益支路实现了高带外抑制。利用ADS和HFSS仿真软件对滤波器结构进行优化设计,并进行了实物的加工和测试。实测结果表明:该滤波器的3 dB截止频率为4 GHz,其带内最小插入损耗0.88 dB,通带内DC到3.5 GHz的回波损耗大于20 dB,阻带回波损耗大于10 dB,10.5 GHz处的阻带抑制大于45dB,从8 GHz到30 GHz的带外抑制大于33 dB,实测结果与仿真结果有较好的吻合。该滤波器尺寸仅为1220μm×650μm×87.71μm,相比传统PCB、LTCC工艺的滤波器,体积大大缩小,符合现代射频与微波系统小型化的发展趋势。     

基于MMIC工艺的片上射频LC无源滤波器

设计、制作了几种基于MMIC工艺的片上LC低通/带通滤波器并进行了测试. 测试结果表明,一个3nH的MMIC电感在6.8GHz下品质因数达到13.8,自谐振频率达到15.5GHz;制作的LC低通/带通滤波器的截止频率或中心频率与设计偏差很小,分别为2%和3.3%;低通滤波器在各自通带内的插入损耗小于3dB,带通滤波器在中心频率的插入损耗为7.2dB.