具有四陷波特性的小型化超宽带天线设计

为避免通信过程中所存在的窄带通信频段的干扰,提出一款具有小型化四陷波特性的超宽带(ultra-wideband,UWB)天线.该天线的辐射贴片采用半圆与矩形构成的特殊图形,并进行切角,在接地板的改进中采用可以有效扩展该天线在高频带宽的阶梯型结构.为了达到小型化以及四陷波特性,在尺寸仅为19.5mm×18mm×1.6 mm的天线的辐射贴片上进行陷波处理.仿真表明:此天线在4.1～4.5 GHz、4.9～5.85 GHz、7.15～7.75 GHz、以及7.96～8.55 GHz的频段回波损耗大于-10 dB,能够有效抑制数字微波通信频段波段、WLAN波段、X波段以及国际电信联盟波段对于信号传输的干扰,陷波后天线工作带宽达到3.5～10.6 GHz,可以广泛投入到UWB通信的应用,且陷波特性良好,四陷波特性也扩大了通信应用的领域,可以满足多种超宽带通信系统的应用.     

具有宽上阻带和双陷波的超宽带滤波器

基于偏置环形谐振器和加载电容器的缺陷地结构设计了一种具有宽上阻带和双陷波的超宽带滤波器。利用奇偶模分析法分析三阶接地短截线的传输极点与结构的对应关系,得到了一个具有五个传输极点的结构。通过采用三阶接地短截线结构和偏置环形谐振器的级联结构得到通带和宽上阻带,通带范围为2.95～12.24 GHz,相对带宽达到122%,上阻带大于10 dB,衰减范围至28.04 GHz。引入两个相同的H形缺陷地结构,并且在缝隙处焊接电容器,在2.69 GHz处共同产生传输零点来改善滤波器带外抑制特性。使用两个不同尺寸的半H形缺陷地结构分别在5.64 GHz和8.31 GHz处产生陷波,陷波衰减分别为16 dB和20 dB,提高滤波器的抗干扰能力。     

一种平面小型化超宽带天线的设计

提出了1款小型化单极子超宽带天线。该天线印刷在厚度h=1.0mm,介电常数εr=4.4的FR-4环氧树脂介质板上,主要由类似矩形辐射面、阶梯型接地面组成,总尺寸为33mm×28mm×1mm,满足小型化的设计要求。天线具有3.1～12.5GHz的可用超宽工作带宽(相对带宽达到120.5%)、良好的全向辐射特性、较高的增益和较小的群延时。同时,为了抑制来自全球微波互联接入系统(Wimax,3.3～3.6GHz)或无线局域网系统(WLAN,5.15～5.35GHz,5.75～5.825GHz)的干扰,利用在矩形辐射单元上蚀刻不同长度的C型槽的方法,使天线分别在频谱3.16～3.93GHz或5.11～5.89GHz上具有带陷特性。另外,文中给出了超宽带辐射单元尺寸和陷波槽总长度的估算方法。     

基于微带三模谐振器的超宽带带通滤波器设计

提出一种基于微带三模谐振器的超宽带带通滤波器设计.该滤波器由一个中心加载阶跃阻抗开路枝节的三模谐振器,及两组用于抑制谐波的新型哑铃型缺陷地结构组成.使用交指型馈电方式及在馈电处的地板开槽实现超宽带需要的的强耦合,利用缺陷地结构抑制高次谐波实现良好的阻带特性.仿真结果表明,所设计的滤波器通带3 dB相对带宽达到80％(4.06～9.48 GHz),通带内插入损耗小于0.58 dB,回波损耗大24 dB,通带外10 dB阻带覆盖到30 GHz,通带两侧附近均有一个传输零点,获得了陡峭的通带边缘,较好地实现了美国联邦通信委员会(FCC)授权的超宽带通信系统的频谱使用要求.该滤波器结构简单,谐振器自身尺寸小于中心频率下0.5λg×0.5λg.最小带线和最小缝隙宽度均不小于0.1 mm,易于低成本加工,具有较高的实用价值.     

采用阶梯 T 型谐振器的双陷波 UWB 滤波器

为有效抑制印度国家卫星通信C频段和X卫星频段对超宽带通信系统的干扰,提出了一种新型双陷波超宽带滤波器。该滤波器采用阶梯T型多模谐振器(multimode resonator, MMR)与缺陷地结构(defected ground structure, DGS)的交趾耦合,实现超宽带特性。采用非对称耦合线及在MMR两侧耦合分裂环谐振器的方法,分别在6.67～7.06 GHz, 7.47～7.57 GHz两个频段内产生陷波。实测结果与仿真结果吻合较好,该滤波器的通带范围为3.03～11.50 GHz, 3 dB带宽达到123%,插入损耗仅有0.87 dB,两处陷波中心频率分别在6.87 GHz和7.52 GHz,陷波深度均大于20 dB,且整体尺寸紧凑,仅有16 mm×8 mm大小。     

一种小型化SIR交指带通滤波器设计

本文基于阶跃阻抗谐振器（SIR）比同频率均匀阻抗（UIR）尺寸更小的原理,结合薄膜工艺设计加工了一款小型化的交指滤波器。设计的SIR谐振器长度比UIR谐振器长度缩短了24.8%。使用该小型化的谐振器设计了一款小型化的交指滤波器。使用薄膜工艺在0.254 mm厚的相对介电常数为98的陶瓷基板上对滤波器进行加工。经测试,滤波器的通带为355~435 GHz,带内中心插损为3 dB,带内平坦度为17 dB,带内回波损耗小于-186 dB,在带外28与51 GHz处的抑制度分别为-428与-661 dB。滤波器尺寸仅为640 m×479 mm（021λg×016λg）。     

基于薄膜工艺的C频段交指滤波器小型化设计

为满足卫星通信某滤波器小型化需求,基于薄膜工艺设计了一款陶瓷基板的C频段交指滤波器。该滤波器由5阶平行耦合的谐振单元构成,输入输出形式采用抽头结构,相比于平行耦合输入输出更有利于实现滤波器的小型化。为了满足高抑制度的指标,该滤波器采用交叉耦合与并联1/4波长开路线的方式引入传输零点,有效的提高了滤波器的带外抑制度。同时采用了阻抗补偿的方式对滤波器驻波进行调节。测试结果显示,滤波器中心频率为3.7GHz,相对带宽为27%,通带插损为-1dB,在2.7GHz与4.8GHz处阻带抑制30dB,在2.5GHz与5GHz处阻带抑制40dB。滤波器尺寸为9.25m6.72mm。     

小型化电感耦合型带通滤波器设计

提出了一种新型LTCC电感耦合带通滤波器.通过分析传统的T型结构,发现该结构有利于滤波器的小型化设计.由此提出的一种新型电感耦合结构,通过将三个电感变换为两个电感并降低电感值可以进一步缩小滤波器尺寸.HFSS仿真结果证实,该新型结构可以满足低频滤波器的性能要求,同时由于电感个数减小、电感值降低,还可以有效减小滤波器尺寸...     

多层小型化抗EMI滤波器的仿真与设计

采用低温共烧陶瓷(low temperature co-fired ceramics,LTCC)先进集成技术及异质材料的共烧匹配技术,并借助于三维电磁场仿真软件对滤波器进行建模和仿真,实现低截止频率多层抗EMI滤波器的小型化设计,得到截止频率为12MHz(3dB),带外抑制≥30dB(200～2500MHz),尺寸为2.00mm×1.25mm×0.85mm的抗EMI滤波器样品。     

基于多段 SIR 的微带交指滤波器小型化设计

微带交指滤波器作为一种常见的二维滤波器 ,在工程上有着广泛应用 ,但由于其尺寸较大 ,从而限制了应用场景的扩 展 。基于阶跃阻抗谐振器(stepped impedance resona-tor,SIR) 理论 ,设计了一款新型微带交指滤波器 ,完成了对传统微带交指 滤波器的尺寸优化 。该滤波器使用三段式 SIR结构 ,与 传 统 结 构 滤 波 器 的 谐 振 器 相 比 ,长 度 缩 减 了 23.2% 。利 用 CST仿 真 了相同设计指标下 SIR滤波器和传统滤波器的性能 ,结果表明二者都能够满足设计指标要求 ,且 SIR 滤波器在通带内性能更 佳 ,说明使用该方法实 现 小 型 化 具 有 较 强 实 用 意 义 。 为 验 证 滤 波 器 的 可 用 性 , 进 行 了 实 物 加 工 和 测 试 , 谐 振 结 构 尺 寸 为 10.9 mm×13.6 mm ,为便于测试 , 电路板尺寸为 24 mm×18 mm×0.508 mm , 实测结果与仿真结果在通带内最大差异小于 1.5 dB。该 滤 波 器 的 最 终 指 标 为 中 心 频 率 2.5 GHz, 带 宽 150 MHz, 带 内 损 耗 ≤ 4 dB, 阻 带 抑 制 ≥ 23 dB( 频 率 ≤ 2.2 GHz或 ≥2.72 GHz) 。     

超宽带小型化微带环行器的设计与仿真

设计了一种超宽带小型化双Y结微带环行器,阐述了微带环行器的工作原理、设计理论和方法。在理论分析的基础上,结合计算机辅助软件AppCAD,分别计算出了大小Y结的尺寸,利用HFSS软件进一步对环行器进行建模、仿真,并且根据小Y结尺寸对于环行器带宽的影响,对其进行了优化处理。结果表明,该环行器在7.5～12.5GHz范围内,插入损耗小于0.1dB,隔离度大于20dB,电压驻波比小于1.22,相对带宽大于50%,仿真数据均满足设计要求和性能指标,也满足了环行器小型化的设计要求。     

紧凑型超宽带 MIMO 天线的研究

针对当前超宽带多输入多输出(UWB-MIMO)天线存在尺寸大、隔离度低等缺陷,设计了一款紧凑型UWB-MIMO天线,天线尺寸仅有41 mm×25 mm×1.6 mm。通过扳手形微带馈线扩宽天线的带宽,在天线的接地平面上引入锯齿形和梳状电磁带隙结构以获得较高的隔离度;加载C形枝节形成陷波以抑制X波段的下行频段对超宽带系统的干扰。实验结果表明,所设计的UWB-MIMO天线的阻抗带宽为3.1～12.0 GHz,陷波频带为7.0～7.9 GHz;在整个工作带宽内,隔离度大于20 dB。设计的UWB-MIMO天线具有良好的辐射特性、稳定的增益和较低的包络相关系数(ECC<0.006),适用于UWB-MIMO系统应用。     

应用于超宽带天线的新型小型化阻带FSS设计

对传统的频率选择表面(FSS)进行研究与改进,提出了一种新型的超宽带(UWB)阻带FSS,采用新型单元结构形状,在2.5～11GHz频段内具有较好的阻带特性。并且在极大带宽的范围内实现同向反射。相比于其他同性能FSS结构,本设计FSS结构具有如下特点,尺寸小:面积与传统的FSS结构相比较能够减小一半左右;结构简单:改善了传统FSS结构复杂、多层叠加的缺点;频带宽:能够覆盖8.5 GHz频带带宽。提出的FSS结构具有广阔的应用范围,如雷达罩(通过安装FSS减少雷达散射截面积)、吸波材料和准光滤波器等,与超宽带天线组合应用,利用其阻带特性,能够减小超宽带全向天线的后向辐射,实现天线辐射的单向性,改善天线的阻抗特性,提高天线增益。     

传动系统速度实际值信号的陷波滤波器及其仿真研究

分析传动系统中谐振发生的原因,指出解决方法.给出一种陷波滤波器的结构,推导出其传递函数,并对相应的结构作了仿真试验.仿真结果表明,陷波滤波器对滤除信号中的某个指定频率的分量非常有效,但陷波滤波器的引入对传动系统也有一定的负面影响.最后介绍现场实际使用情况及效果.     

一种应用于5G通信的无反射滤波器设计

为了解决通信电路中\"信号反射\"的问题,提出了一种无反射陷波电路,用于\"吸收\"通信电路中特定频点处的微波信号.通过级联无反射陷波电路改善了现有吸收式滤波器的阻带抑制与吸收效率.采用砷化镓IPD工艺对电路进行版图设计,最终得到的器件版图尺寸仅有800 μm×500 μm×87.71 μm,1 500 μm×500 μm×8...     

三相四线制有源电力滤波器均压环优化设计

在三相四线制电容分裂式有源电力滤波器应用中,受限于硬件参数以及控制策略的影响,电容中点电位易发生偏移,使得上、下电容电压失衡,严重影响系统运行的安全性以及有源电力滤波器的补偿性能。为改善传统均压环设计的不足,基于Butterworth二阶陷波器对均压环输出值进行陷波,通过输出反馈提高系统动态响应能力的方式对传统均压环设计进行改进,从而降低传统均压环输出电压脉动对滤波器补偿性能的影响,并在保证直流侧电容电压稳态精度的同时加快均压响应速度。在MATLAB仿真中验证了改进型均压环设计的有效性,并搭建以DSP为控制芯片的实验平台验证了改进型均压环设计的可行性。     

IIR陷波滤波器设计

从实际应用的要求出发，以IIR数字滤波器的基本理论为依据，按照层次化、模块化、参数化的设计思路，采用VHDL硬件描述语言和原理图两种设计技术进行了IIR陷波滤波器的硬件设计，并在制作的实验电路中进行了实际滤波效果测试，测试结果表明该IIR陷波滤波器具有很好的滤波效果，验证了设计的正确性。     

新型开环耦合谐振滤波器的设计与应用

为了满足日新月异的无线通信对小型化带通滤波器的要求,针对传统类型滤波器存在线性度、矩形系数、插入损耗、体积等方面的问题,笔者介绍了一种通过在微带开环谐振滤波器中引入交叉耦合,产生一对传输极点,从而提高滤波器选择性的滤波器设计方法,并讨论了这种滤波器的综合方法和实现流程。实际设计了一个六阶开环谐振滤波器,并给出了全波仿真结果。分析和仿真都表明这种滤波器具有体积紧凑、选择性高的优点。     

交叉耦合谐振器滤波器的快速分析法

研究了一种新的用于交叉耦合谐振器滤波器的耦合矩阵分析快速变换方法,该方法把短路输入输出导纳耦合矩阵特征值和它的主子阵的零点和极点作为一种非线性最小二乘问题来处理。通过对高阶椭圆滤波器进行仿真分析计算,发现这种算法具有较少的优化步骤。     

一种应用于近场测试系统的小型化超宽带Vivaldi天线设计

设计了覆盖范围在2.5~11GHz的小型化超宽带Vivaldi天线,该天线用于微波暗室天线近场测试系统。采用在天线两侧开栅栏和尾部加抗流栅栏的方法,将电磁辐射能量集中到缝隙开口的方向,改善了天线的辐射特性,提高了天线的增益,并且天线的尺寸为62.5mm×46mm×1.5mm,实现了小型化。通过仿真软件HFSS对所设计天线进行定量分析,计算了天线的回波损耗、驻波比、方向图等电性能参数,仿真结果满足天线近场测试系统标准接收天线的要求。