基于双模谐振器的双通带可调谐滤波器设计

从理论上分析了开路支节加载双频谐振器的谐振模式,通过在谐振器末端加载变容二极管的方式,设计了一款双通带独立可调谐滤波器。通过调节谐振器末端变容二极管电容值大小来改变通带的中心频率,通过调节支节末端的变容二极管来调节通带的带宽。该滤波器的两个通带之间相互独立,调谐其中一个通带对另一个通带几乎没有影响。通过引入源与负载的耦合,使得双通带两侧各产生一个传输零点,提高了滤波器的选择性和带外抑制能力。最终设计出的滤波器第一通带的中心频率在1.08~1.19 GHz之间连续可调,绝对带宽在112~152 MHz之间连续可调;第二通带中心频率在2.07~2.22 GHz 之间连续可调,其绝对带宽在132~189 MHz 之间连续可调。在调谐过程中,通过调节中心开路支节末端变容二极管加载直流电压大小,实现调谐过程两通带带宽基本维持不变。     

作弊防控系统中独立可调双频带通滤波器设计

文章提出了一种独立可调双频带通滤波器.该滤波器主要由一对加载变容二极管的并联耦合短路线、一对加载变容二极管的λ/2开路谐振器和公共输入输出部分组成.变容二极管和并联耦合短路线并联构成一个谐振器,产生第一通带.λ/2开路谐振器加载变容二极管,产生第二通带.通过改变加载在变容二极管上的偏置电压来改变变容二极管的电容值,使谐振器的谐振频率发生偏移,从而调节滤波器工作频率.结果表明,第一通带和第二通带的中心频率变化范围分别为0.2~0.4GHz和1.2~1.42GHz,调节百分比分别为66.5%和15.4%.仿真与测试的结果吻合良好,证明该设计方法是有效的.该滤波器可应用到作弊防控系统中.     

基于枝节加载型SIR的可调滤波器

基于枝节加载型阶梯阻抗谐振器(SIR)设计了一种加载变容二极管的微带可调带通滤波器。SIR结构利于抑制高次谐波且可实现滤波器的小型化,提出的模型通过在SIR的中心平面加载2个枝节构成多模谐振器。通过奇偶模方法分析了枝节加载型SIR的谐振特性;通过加载变容二极管实现了对滤波器奇偶模谐振频率的独立控制,利用变容二极管容值的变化实现了滤波器的中心频率可调,中心频率随变容二极管偏置电压的增加而增大。该可调滤波器实现了在0.82~1.17 GHz范围内中心频率可调且插入损耗小于5 dB,回波损耗大于10 dB。     

一种双频电调带通滤波器的设计

提出一种新型中心频率可调谐的双频带通滤波器,该滤波器利用双端短路的阶梯阻抗谐振器(stepped-impedance resonator,SIR)结构,在其中两个不同特性阻抗传输线之间同时加载变容二极管,其输入输出结构采用50Ω的缝隙耦合馈电。采用半波长SIR的折叠型结构,实现了滤波器的小型化。并通过奇偶模的分析方法,调节变容二极管上加载的电压实现中心频率分别在1.97~2.20 GHz和4.15~4.30 GHz之间可调。比较仿真与测量结果证明了该方法有效。     

S波段传输零点可控的双频滤波功分器

为了更好地满足无线通信系统对微波电路双频/多频段的需求,基于微带-槽线双层结构设计了一款应用于S波段的双频滤波功分器。首先,在单个半波长微带谐振器基础上,利用枝节加载技术设计一款双模谐振器,实现双频带通滤波器设计,并将该滤波器与Wilkinson功分器进行集成,实现双频滤波功分器设计;其次,利用微带线和槽线的对偶关系,在不增加电路尺寸的基础上,引入双模槽线谐振器与微带谐振器进行垂直级联,从而展宽滤波功分器的两个通带带宽;最后利用枝节加载技术优化馈电网络。由于双模微带-槽线谐振器和馈电网络自身的特性,在每个通带的两侧分别产生一个传输零点,实现较高的带外选择性,且每个传输零点单独可控。双频滤波功分器的两个通带中心频率分别工作于2.17 GHz和3.55 GHz,相对带宽分别为8.29%(2.08～2.26 GHz)和8.15%(3.41～3.7 GHz)。仿真结果和实测结果基本吻合。     

横向双模双频滤波器设计

基于横向滤波器耦合结构,采用支节加载双模谐振器,设计了中心频率位于1.57 GHz(GPS应用)与2.4GHz(WLAN应用)的双频微带滤波器。由短路支节加载双模谐振器形成第一个通带,开路支节加载双模谐振器形成第二个通带,两个谐振器被输入/输出馈线隔离,每个通带的中心频率与带宽可以单独调节。测试结果表明:两个通带内的最小插损分别为2.18,1.35 dB,3 dB带宽分别为5.2%,6.8%,回波损耗均小于16 dB,三个传输零点分别位于1.28,2.08,2.71 GHz处。该滤波器具有尺寸小、带外选择性好等优点。     

基于折叠枝节加载多模谐振器的超宽带滤波器

针对超宽带滤波器的插入损耗和选择性问题,提出一种基于折叠枝节加载多模谐振器结构的超宽带滤波器。通过调节谐振器的阻抗比及电长度比,可以控制谐振频率。仿真与实验结果吻合良好,表明采用折叠枝节加载形式,可以使滤波器具有低插入损耗和良好的选择性。通带范围在2.9~10.7 GHz,带内插入损耗优于1 d B,实现相对带宽114%。     

基于E型谐振器的三陷波超宽带带通滤波器

针对超宽带系统中存在窄带信号干扰的问题,提出了一种加载E型谐振器的多模谐振器(Multimode Resonator,MMR)结构,采用内嵌开路枝节的方法设计了一款三陷波超宽带滤波器,并且通过调节内嵌开路枝节的长短,实现了双陷波的性能。该超宽带带通滤波器通带频带范围为3. 1~10. 2 GHz,通带内插入损耗小于1 d B,相对带宽为107%。其中,实现的三陷波滤波器的三个陷波中心频率分别为3. 8,5. 1和6. 6 GHz。通过调节内嵌开路枝节的长短,可以实现双陷波到三陷波之间的转换,仿真结果与理论分析一致。     

频率可调带通-带阻可切换滤波器的设计

该文设计了一种频率可调带通与带阻可切换微带滤波器,在距λ/2(λ为波长)谐振器开路端约1/4处加载变容二极管实现中心频率可调,利用PIN二极管实现带通与带阻两种状态的可切换。通过对耦合系数与外部品质因数(Q)值的分析,选取合适的参数可实现滤波器绝对带宽在调谐范围内保持恒定。带通状态时,由于源与负载间的耦合及谐振器间的混合电磁耦合,在滤波器的通带两侧各产生1个传输零点,提高了滤波器的选择性与阻带抑制。选用介电常数2.2的F4BM介质基板制作实物并用矢量网络分析仪进行测量。测量结果表明,当PIN管加正偏压,变容二极管加反偏压时,实现了中心频率可调的带阻滤波器;当PIN管不加偏压,变容二极管加反偏压时,实现了中心频率可调的带通滤波器。滤波器的中心频率调谐范围为3.45～3.90 GHz,调谐范围内绝对带宽保持恒定。该滤波器尺寸为44.4 mm×16.1 mm(0.59λ_g×0.21λ_g)(λ_g为调谐范围中心频率对应波长),符合小型化要求。     

应用于WLAN&WiMAX的小型化SIR可调双通带滤波器

对传统双频段耦合方案进行改进,提出一种新型双通带滤波器结构。该滤波器由两个对称阶跃阻抗谐振器(SIRs)组成,通过调节SIR的电长度,可以得到中心频率可调的通带。为了验证设计与分析的正确性,提出和设计了3个双通带滤波器。Ⅰ型滤波器两个通带的中心频率分别为2.4 GHz和3.5 GHz,相对带宽分别为5.8%和13.7%;Ⅱ型滤波器两个通带的中心频率分别为3.5 GHz和5.2 GHz,相对带宽分别为5.7%和9.2%;Ⅲ型滤波器两个通带的中心频率分别为2.4 GHz和5.2 GHz,相对带宽分别为6.3%和5.4%。Ⅰ型和Ⅱ型滤波器均适用于宽带互通微波互联接入(Wi MAX)和无线局域网(WLAN)应用。Ⅲ型滤波器适用于双频WLAN应用。对所有滤波器进行加工与实测,测试结果与仿真结果吻合较好。     

可调微带矩形环带通滤波器

给出了一种可调微带矩形环带通滤波器的仿真和实验结果。在微带矩形环谐振器内加载折线路径,利用PIN管的导通断开状态获得不同的谐振长度,从而实现在2.5GHz和5.2GHz两个频段上带通滤波器的电控切换。PIN管开关正向导通时,在电路中等效于一个电阻,带通滤波器工作的中心频率为5.2GHz,带宽1.2GHz,插入损耗1.08dB;开关断开时,在电路中等效于一个电容,滤波器通带工作频率约为2.5GHz,带宽10MHz,插入损耗为1.99dB。     

基于枝节加载谐振器的新型三频带通滤波器设计

提出了一种新型平面三频带通滤波器,该滤波器由一个加载短路枝节的阶梯阻抗谐振器,一对加载开路枝节的背靠背E型谐振器,以及包含源负载直接耦合的馈电结构组成.所采用的枝节加载谐振器的多模工作特性使滤波器的体积大大减小,同时每个通带的位置及其耦合特性都能够独立调谐.另外,通过源负载直接耦合引入通带两侧的传输零点,实现了滤波器良好的频率选择性.最后设计并加工了一款高选择性小型化三频带通滤波器,其三个通带的中心频率分别为2.0GHz,3.95GHz和6.35GHz,插入损耗均小于2.5dB,带内回波损耗均优于14dB,实验结果与仿真结果吻合良好.     

基于双模开环谐振器的双频带滤波器设计

基于开环双模谐振器设计了一种双频带通滤波器,由两个中心重合的正方形开口环谐振器组成。分析该谐振器的奇偶模谐振频率与传输零点,每个通带内有两个谐振模式。该滤波器中心频率分别为4.5 GHz和6.5 GHz,3 dB相对带宽FBW分别为11%、5%,两通带带内插入损耗分别小于0.6 dB、1.4 dB,带内回波损耗分别优于19.5 dB、16.5 dB,高频处阻带抑制达到50 dB,两通带之间隔离度达到53 dB,尺寸仅为6 mm×11 mm×1.09 mm。     

一种双通带微带滤波器的设计

设计了由两个H-谐振器以边缘耦合方式组成的双通带滤波器。在两条平行微带线之间桥接一条微带线,构成一个双频谐振器。随着馈电位置与中间微带线间距的增大,双频谐振器的两个外部品质因数呈相反的趋势变化。随着两个谐振器间距的增大,双频谐振器间对应的两个耦合系数逐渐减小。由此特性,将两个谐振器组合可构成双通带滤波器。     

一种X波段梳状线可调带通滤波器

设计了一款X波段压控可调梳状线带通滤波器,通过调整加载变容二极管的偏置电压改变电容值大小,从而达到调整滤波器中心频率的目的。根据恒定带宽条件对滤波器耦合系数以及外部Q值的要求,确定梳状线滤波器的尺寸参数,并对其进行电磁仿真优化,最终制作的X波段可调滤波器尺寸为16 mm?20 mm?21 mm,控制电压7.6~15.4 V,实现滤波器中心频率8~10 GHz连续可调。在调谐频率范围内,滤波器通带宽度15%,回波损耗小于–10 dB,矩形系数小于2.8。     

Compact Ultra-Wideband Microstrip/Coplanar Waveguide Bandpass Filter

A novel ultra wideband (UWB) bandpass filter is presented, using a compact coupled microstrip/coplanar waveguide (CPW) structure. The filter comprises of a single CPW quarter-wavelength resonator which is coupled to two microstrip open-circuited stubs on the other side of a common substrate. The two microstrip open-circuited stubs, which are about a quarter-wavelength long at the center frequency, can function as two resonators with associated coupling arrangement to the CPW. This forms a very compact three-pole filter. The proposed filter also exhibits a quasi-elliptic function response, with one finite-frequency transmission zero closer to each side of the passband. Thus, a high selectivity is achieved using a small number of resonators, which leads to low insertion loss and group delay across the passband. The performance is predicated using EM simulations and verified experimentally. The experimental filter shows a fractional bandwidth of 90% at a center frequency of 6.4GHz, with two observable transmission zeros (attenuation poles) at 1.95 and 10.36GHz, respectively. Furthermore, it has a very small size only amounting to 0.25 by 0.08 guided wavelength at the center frequency     

New compact wideband bandpass filter using three parallel-coupledlines

A new miniature bandpass filter, comprising three-conductor short-circuited spurline resonators of approximately a quarter-wavelength long, with a very wide bandwidth approaching multioctaves is reported for the first time. The chain matrix of the filter resonator is derived. The new filter has been developed using microstrip line with less than 1 dB insertion loss over a passband from 2 to 8 GHz. Reasonably good agreement between the measured and calculated results is observed     

Quarter-Wavelength Coupled Variable Bandstop and Bandpass Filters Using Varactor Modes

A quarter-wavelength coupled bandstop filter rising varactor diodes for the 6-GHz band has been proposed and tested. Frequency giving maximum attenuation varies from 4.4 GHz-7 GHz. A quarter-wavelength coupled variable bandpass filter using varactor diodes for the 4-GHz band is also proposed and tested. The passband width varies from 730 MHz-1.22 GHz. The center frequency of the filter can also be changed.     

Design of Dual-Band Bandpass Filters Using Stub-Loaded Open-Loop Resonators

In this paper, open-loop resonators loaded by shunt open stubs are proposed to design compact dual-band bandpass filters with improved out-of-band rejection characteristics. The second passband of the dual-band filter is obtained by tuning higher resonant modes of the open-loop resonator by the stub length and position. A tapped-line input/output feed structure is used for external coupling. Required external coupling is obtained by adjusting the tapping position and dimension of the stub-loaded resonator. A lossless transmission line model is used to determine the resonance properties of the resonator and the external quality factor. Theoretical predictions are verified by the experimental results of three dual-band filters.