Ka波段在线自检测MEMS微波功分器的设计与优化

提出了一种基于MEMS技术,由MEMS微波功分器和在线式MEMS微波功率传感器组成的在线自检测MEMS微波功分器,实现了MEMS微波功分器在Ka波段的实时在线功率自检测。MEMS微波功分器为T型功率等分功分器,由共面波导、圆形的不对称共面带线和空气桥构成,三个端口处分别放置三个相同的在线式MEMS微波功率传感器用于端口处信号功率的实时监测。该结构基于GaAs MMIC工艺,它可以与GaAs微波电路实现单片集成,通过ADS和HFSS软件的协同仿真,在中心频率34GHz处,回波损耗S11小于-30dB?插入损耗S21(S31)约为-4.7dB。在26GHz ~40GHz的频率范围内,S11约小于-15dB,隔离度S23小于-15dB。     

基于超导人工传输线的微波低通滤波器

射频低通滤波器是低温微波电路和超导量子态读取电路中不可或缺的器件,用以保护敏感器件不受杂散信号的辐射影响。针对低温系统对器件性能的高要求,本文提出一种基于超导人工传输线设计的低通滤波器。这种方法通过设计每个单元的电感Lu和电容Cu,从而确定低通滤波器的截止频率和特征阻抗。以共面波导为基础结构,在电容部分采用无耗材料设计叶子型手指,在电感部分采用具有动态电感的超导金属材料设计馈线。对设计的滤波器传输特性的电磁仿真结果表明,设计的低通滤波器截止频率为30GHz,特征阻抗为50Ω,阻带到100GHz都在-20dB以下;具有插入损耗小、截止频率精确、带边陡峭、尺寸小、易与其他超导集成电路级联的低通滤波器等优点。     

基于分离指标的宽阻带低通滤波器设计

常见的开路短截线和阶跃阻抗结构在微带低通器设计中较为成熟,但是这些结构的低通滤波器受到寄生通带的影响,阻带不够宽;提出了一种基于分离指标的宽阻带低通滤波器设计方法,利用计算机仿真软件ADS,对常见的阶跃阻抗低通滤波器进行结构改进;该方法将低通滤波器设计指标重点分为滚降率和宽阻带抑制两部分,分别利用椭圆滤波器和巴特沃斯滤波器的本身特性实现设计目的,最后进行级联优化;此结构综合设计方法简单严谨,易于实现,改进的低通滤波器性能优越,实现了宽阻带的设计需求,通带0~3 GHz,插入损耗<0.5 dB,阻带4~12 GHz,抑制>45 dB。     

三模混合集成小型化滤波器设计

提出了一种基于LC串联单元的三模混合集成小型化滤波器电路拓扑。该电路拓扑具有对称性,主体由4个LC串联单元所构成的“星型”结构组成,能够通过对其并联于地的LC串联单元中元件参数的调节实现对滤波器双零点的自由调节。基于奇偶模分析方法,给出了所提出滤波器拓扑的综合设计方法,并采用基于商业化硅基表贴电容的低成本混合集成技术研制一款具有明显小型化特性的三模多零点带通滤波器。所研制的滤波器仿真与测试结果吻合良好,其中心频率为2.6 GHz,3 dB带宽为1.34 GHz,插入损耗典型值为1.6 dB,能够在4～12 GHz的频带范围内实现30 dB的抑制能力,其面积尺寸为3.2 mm×1.9 mm(0.03λ0×0.02λ0)。     

宽带Wilkinson功分器研制

采用多节λ/4线阻抗变换的原理,研制了工作频带为2-6GHz的超宽频带Wilkinson功分器（功率分配器）,相对带宽100％,PCB面积为29．6×25．6mm2。实际测试结果与ADS仿真数据较为吻合,在2-6GHz频段内,插入损耗小于0．25dB,VSWR优于1．25：1,隔离度大于20dB。因此可广泛应用于宽带功率合成及分配。     

基于铣削式加工的140 GHz矩形波导带通滤波器

利用现代计算机数控机床（Computer Numerical Control,CNC）铣削技术实现了中心频率为140 GHz的矩形波导带通滤波器。基于电磁仿真软件HFSS对该滤波器进行了优化设计和容差分析。采用CNC铣削技术完成了该滤波器的加工制备。测试结果与仿真结果吻合良好，表明该滤波器具备优越的性能：其中心频率为140.2 GHz、3 dB相对带宽为10.1%，插入损耗小于0.5 dB，带内回波损耗优于25 dB，距中心频率±20 GHz处带外抑制大于30 dB。该结果进一步验证了利用CNC铣削技术加工140 GHz波段滤波器的可行性。     

基于MBVD模型的FBAR滤波器的仿真与研究

从MBVD等效电路模型出发,研究了三种不同级联方式下FBAR滤波器的滤波效果,同时选取了其中滤波效果更好、应用更为广泛的梯形结构,进一步分析不同级联阶数下梯形结构FBAR滤波器的带内插入损耗与带外抑制的变化趋势,并通过仿真分析设计得出符合5G通信频段(3.4-3.6GHz)标准的中心频率为3.5GHz,带宽为100 MHz的五阶梯形结构FBAR滤波器。     

L波段四级分布LTCC带通滤波器的设计

提出了一种基于LTCC技术的L波段四级分布带通滤波器的实现方法。该带通滤波器由四级谐振器组成,每级谐振器由三层平行放置的带状线排列而成,其中Z形带状线起到形成传输零点的作用,从而实现良好的带外阻带衰减。通过ADS电路仿真以及HFSS软件三维建模设计,滤波器的加工测试结果与电磁仿真结果相匹配,四级带通滤波器的中心频率为1.46 GHz,带宽为250 MHz,通带范围内插入损耗均优于2.56 d B,在0 GHz~1.22 GHz频率的带外衰减优于36 d B,尺寸仅为4.5 mm×3.2mm×1.5 mm。该滤波器频段属于L波段,设计中采用了带状线分布式结构来实现滤波器的小型化。     

一种脊波导超宽带滤波器

本文设计了一种脊波导超宽带滤波器。运用脊波导与电容加载的结构方式,其通带覆盖了整个K频段,其中心频率为22.1GHz,通带频段为18 GHz-26.3GHz,通带插损小于0.75dB,在15GHz和29GHz的通带外,其阻带抑制都超过了-50dB,通带驻波小于1.5。经过设计、仿真和测试,整个测试结果性能良好。该类滤波器可广泛应用于微波通信系统中。     

Ka波段硅基MEMS滤波器

滤波器是微波毫米波电路中的一个重要部件,本文介绍了采用基片集成波导技术和ICP深刻蚀微机械通孔阵列的硅基MEMS滤波器.设计制作了MEMS滤波器的核心部件谐振器,测试结果显示该谐振器无载Q值大于180,频率误差控制在2%以内.以此为基础采用理论计算与实验设计相结合的方法设计了一个Ka波段硅基MEMS滤波器.滤波器中心频率为30.3 GHz,插入损耗1.5 dB,相对带宽5%.芯片尺寸为10.0 mm×2.8 mm×0.4 mm.