基于频变耦合结构的波导滤波器设计方法

针对传统波导滤波器设计中没有考虑耦合结构频率特性导致带宽设计较窄问题,提出了一种基于频变耦合结构的波导滤波器设计方法,该方法将耦合结构等效为一个频变的阻抗变换器,通过等效电路变换将变换器频变特性的影响转换为对谐振腔电抗斜率参数的影响。最后,通过一个宽带波导滤波器的设计实例验证了该方法的有效性。     

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。     

小型化窄边单脊波导滤波器设计

通过仿真分析了窄边单脊波导的基本特性,采用所加脊不贯穿整个波导纵向的形式作为单脊波导谐振器,组成直接耦合的切比雪夫带通滤波器,同时输入、输出采用了同轴馈电的方式,与标准波导滤波器相比,可大幅度减小滤波器的体积。最后得到的测试结果表明,该结构能很好地实现波导滤波器的小型化设计。     

频变交叉耦合带通滤波器的耦合矩阵综合研究

综合代表滤波器拓扑结构和特性的耦合矩阵是交叉耦合滤波器设计的重点。提出了一种基于广义特征值的优化综合方法,通过非线性最小二次求解,将耦合矩阵的广义特征值逼近至广义切比雪夫响应多项式传输函数零极值参考点,优化求解出带有频变交叉耦合带通滤波器的耦合矩阵。通过3个数值实例演示了该方法,并验证其有效性。这是对经典带通滤波器耦合矩阵综合方法的补充,为频变交叉耦合滤波器的设计建立了基础。     

悬置微带线滤波器的尺寸综合设计方法

针对基于经验公式设计的悬置微带线滤波器精度不高的问题,文中提出了悬置微带线滤波器的尺寸综合设计方法。建立悬置微带线滤波器的传输线谐振腔和耦合结构的等效电路模型并详细分析了耦合结构电抗斜率对传输线谐振腔的影响。通过全波仿真软件准确提取耦合结构的电抗斜率参数,逐级修正传输线谐振腔的物理长度,避免了耗时的全波仿真优化。最后,设计了一款5阶切比雪夫响应的悬置微带线滤波器,仿真结果与理论结果吻合良好,验证了设计方法的正确性和有效性。     

波导带通滤波器的精确设计和快速优化

介绍了采用三维微波电磁场仿真软件快速提取直接耦合波导带通滤波器耦合窗口参数的方法,并提出了优化最终模型的快速扫描技术.全波仿真及实验结果表明,该方法能满足波导带通滤波器快速精确设计的要求.     

Ku波段交叉耦合波导滤波器的精确设计

针对软件优化法设计交叉耦合波导滤波器的耗时性,利用矩形波导设计了Ku波段折叠型交叉耦合滤波器。采用S参数的多项式综合和矩阵消零的方法提取耦合矩阵,设计过程将全波建模和电路模型分析相结合,利用微波CAD软件HFSS分步骤对每个谐振单元及耦合结构进行仿真,以确定其尺寸,避免了对滤波器的软件优化,所得仿真结果与理论值吻合较好。     

介质加载大功率消失模滤波器的设计

针对腔体滤波器低气压下容易发生大功率击穿的难题,提出了一种局部加载介质的消失模结构,可以有效避免滤波器低气压放电。设计了一款X波段宽带大功率消失模滤波器,利用三维仿真工具进行仿真优化,并根据电磁场仿真结果计算低气压击穿功率阈值。对制作的样品进行了性能测试,测试特性曲线与仿真曲线吻合;同时,进行了低气压功率试验,样品通过了300 W低气压(1 000~1 mbar)功率试验。通过该方法设计制作的消失模波导滤波器具有宽带匹配性能良好、Q值高、损耗小和低气压击穿功率阈值高等特点。     

双层基片集成波导双通带滤波器设计

根据频率变换法的双通带滤波器综合理论,采用矩形基片集成波导谐振腔作为基本谐振单元,通过谐振器之间直接耦合设计了一种双层结构的双通带基片集成波导滤波器,利用Ansoft HFSS建立滤波器模型并进行全波仿真。仿真结果表明,两个通带内回波损耗均大于20 dB,插入损耗小于0.5 dB,通带之间的阻带衰减特性良好,同时其尺寸压缩了约50%,较好地实现了滤波器的小型化,满足了工程需要的技术指标。     

双层基片集成波导双通带滤波器设计

根据频率变换法的双通带滤波器综合理论,采用矩形基片集成波导谐振腔作为基本谐振单元,通过谐振器之间直接耦合设计了一种双层结构的双通带基片集成波导滤波器,利用Ansoft HFSS建立滤波器模型并进行全波仿真。仿真结果表明,两个通带内回波损耗均大于20 dB,插入损耗小于0.5 dB,通带之间的阻带衰减特性良好,同时其尺寸压缩了约50%,较好地实现了滤波器的小型化,满足了工程需要的技术指标。     

基于散射参数法的波导滤波器设计

介绍一种用散射参数准确设计波导滤波器的方法,并给出一个滤波器设计实例和仿真结果。设计时先对滤波器结构进行分析,采用微波网络综合以及滤波器设计理论计算出腔间耦合结构散射参数的理论值,并给出相关设计公式以及具体仿真方法。用高频结构仿真软件(HFSS)进行仿真时,对滤波器耦合结构和谐振器单元逐步进行仿真,再对进行整体仿真完成设计,仿真结果与理论值符合较好。散射参数法设计波导滤波器,可以提高设计效率,缩短研制周期。     

Low-temperature cofired ceramic (LTCC) ridge waveguide bandpasschip filters

Full-wave mode-matching-based design of generalized ridge waveguide evanescent mode bandpass filters and their transitions for low-temperature cofired ceramic (LTCC) application is described. A modification factor is introduced in the prototype filter design to effectively overcome the filter bandwidth distortion. Design examples are given to demonstrate the validity. An S-band single-ridge waveguide filter and its transitions are simulated and successfully built in LTCC packages. Good agreement between the theory and experiment is obtained, which demonstrates the feasibility of the three-dimensional ridge waveguide filter embedding in LTCC packages. As compared with an LTCC inductive windows waveguide filter realization, the ridge waveguide filter realization shows significant advantages of smaller size and comparable loss. Design consideration and LTCC realization of the low-loss ridge waveguide filter are also provided     

脊加载椭圆波导传输特性的矢量有限元法分析

采用矢量有限元法对脊加载椭圆波导的传输特性进行了分析,编程计算了圆形脊、梯形脊和三角形脊分别加载在椭圆短轴和长轴上波导的截止频率.结果表明:脊加栽在椭圆长轴上,大大减小了单模带宽,因此这种结构可作为有效的脊带宽滤波器.     

Dual mode coupling by square corner cut in resonators and filters

A method for realization of dual-mode coupling in rectangular waveguide cavities is described and analyzed. The method completely replaces the coupling screw, and therefore can be used to eliminate the need for tuning in dual-mode waveguide cavity filters. It also offers a wide range of coupling values and can achieve higher power-handling capability than coupling screws. Mode matching is used to calculate the mode chart of the infinitely long square corner cut rectangular waveguide (SCCRW), the field distributions of each mode, and the resonant frequencies of the cavity. An evanescent mode rectangular waveguide is used to provide dual-mode couplings between adjacent cavities. The junction discontinuity between the SCCRW and the rectangular waveguide is modeled by a double mode-matching method, yielding modal scattering parameters of the junction. A four-pole dual-mode elliptic-function rectangular waveguide cavity filter using the coupling method was constructed. The experimental filter results showed excellent agreement with theory     

一种结构紧凑的毫米波波导滤波器的设计

提出了一种新颖的毫米波波导滤波器的设计方法,以常用的H面膜片波导滤波器为基础,配合并不常用的基于磁耦合原理的波导同轴转换,从波导短路端面引入E面耦合环,使输入输出方向在一条直线上,并将两者做一体化设计,在保证良好性能指标的情况下,结构设计更为紧凑,体积更小。该设计保证了在星载或机载设备上空间结构受限的情况下,器件安装与电缆连接的便利。借助HFSS全波电磁场仿真,成功地运用在中心频率30GHz毫米波波导带通滤波器的设计上,使设计方法更为简便实用。     

基片集成脊波导传输特性的研究

将构成基片集成脊波导脊的一排金属针等效成实金属脊。基于基片集成波导等效宽度计算公式推导了基片集成脊波导等效脊宽的计算公式。运用横向谐振法推导了TEm0模基片集成脊波导截止频率的计算公式,同时运用这些公式分别计算了TE10模、TE20模和TE30模基片集成脊波导的截止频率,并与仿真软件计算的结果和参考文献所给结果进行了比较。结果显示:利用所给公式计算的结果具有较高的精度,且使用方便。此外,还研究了截止频率与脊宽和脊隙之间的关系,对一种适合宽带应用的宽脊结构进行了讨论。     

介质平面光波导TE0模模场分布的高斯近似

基于介质平面光波导端面无受限衍射场光束的光束传输因子的特点,阐明光波导TE0模模场分布采用高斯分布近似表达的合理性。基于场分布间的匹配效率计算公式,提出采用等效匹配效率方法确定用于高斯近似表达的等效模场半宽度,给出基于光波导芯层半宽度和归一化芯层驻波参量和归一化包层倏逝波参量表达的光波导等效模场半宽度的函数表达式,给出高斯近似分布与光波导本征场分布的匹配效率,阐明采用等效匹配效率方法确定等效模场半宽度的合理性。采用求解方程组的方法,给出基于光波导芯层半宽度和归一化频率表达的光波导等效模场半宽度的拟合函数表达式,并基于拟合引起的误差分析阐明了拟合函数表达式的精确性。     

截止波导理论中的波型耦合问题

本文从理论上证明:当截止波导口上纵向磁场不为零时,磁波将导致波型耦合,这种耦合还将随着截止波导长度的改变而周期变化.从而解释了截止波导或截止波导滤波器存在有限工作频率范围的原因.为了消除或减弱截止波导的波型耦合,需要对截止波导进行特殊的设计.