同轴腔体窄带带阻滤波器的研制

采用盘耦合形式的同轴方形谐振腔结构,设计了一款中心频率为932 MHz,阻带带宽4 MHz,阻带抑制–55dB的窄带带阻滤波器。在同轴腔结构与传输线之间引入耦合盘构成带阻滤波单元,使用Designer与HFSS软件对电路模型与3D结构模型进行仿真优化,最后根据仿真模型进行加工测试。实测结果与仿真结果基本吻合,在阻带边缘具有良好的边缘陡峭度。该滤波器结构简单,易调谐。     

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。     

基于SOI衬底的宽带低损耗声表面波滤波器研究

使用结构为42°Y-X LiTaO₃(600 nm)/SiO₂(500 nm)/Si的SOI衬底,通过抑制横向模式等优化设计,研制了单端谐振器和声表面波滤波器。经测试,谐振器的谐振频率为1.5 GHz,品质因数(Q)值高达4 000;滤波器的中心频率为1 370 MHz,插入损耗为-1.2 dB,1 dB带宽为74 MHz,相对带宽达到5.4%,阻带抑制大于40 dB,且温度系数在-55～+85℃时优于-9×10^-6/℃。该产品具有高频、宽带、低损耗、低温漂、高阻带抑制的特点,其性能指标优异,具有很好的实用性。     

改进型3IDT-LCR结构的低损耗小矩形系数SAW滤波器

通过理论仿真,该文研制了一种改进型的3IDT-LCR结构,并基于该结构在42°Y-X LiTaO₃压电基片上研制出一种低损耗、小矩形系数的SAW滤波器。滤波器标称频率为253.75 MHz,实测插入损耗1.05 dB,低端带外抑制接近80 dB,高端带外抑制接近65 dB,-1 dB带宽10.52 MHz,-3 dB带宽12.54 MHz,-40 dB带宽16.68 MHz,矩形系数1.33。实测结果表明,该改进型3IDT-LCR结构的SAW滤波器具备低插入损耗、小矩形系数和高带外抑制的特点。     

声表面波纵向耦合谐振滤波器通带特性研究

在理论方面,作者应用COM理论分析研究了纵向耦合谐振滤波器通带波纹大小和耦合换能器与输入/输出换能器间距离的关系。在工艺上,作者采用剥离工艺制作了相应的纵向耦合谐振滤波器,并给出了所设计的纵向耦合谐振滤波器频率响应的测试结果。实验测得样品滤波器中心频率为895 MHz,1 dB带宽40.5 MHz,阻带抑制达到47 dB,插入损耗3.8 dB,通带波纹小于0.9 dB。实验与理论分析比较一致。     

平坦通带高频纵向耦合谐振滤波器的研制

应用耦合膜理论,重点研究了纵向耦合谐振滤波器耦合换能器与输入/输出换能器间距对纵向耦合谐振滤波器通带波纹的影响,探讨了制作纵向耦合谐振滤波器中金属铝的干法刻蚀工艺。基于理论模拟得出的结论,文中给出了中心频率为900MHz纵向耦合谐振滤波器频率响应的计算模拟结果和实验测试数据。测得1dB带宽25.9MHz,3dB带宽28.7MHz,阻带抑制达到50dB,插入损耗3.85dB,通带波纹小于0.7dB。实验结果与理论分析相吻合。     

基于ADS的平行耦合带通滤波器的设计

介绍了一种设计平行耦合带通滤波器的方法,通过ADS软件设计,优化了中心频率为1.0GHz、带宽为100MHz的带通滤波器。针对ADS电路仿真中很多寄生和耦合因素均被忽略而导致很大误差的情况,借助momentum-2.5D对滤波器模型进行多维电磁仿真,优化滤波器的结构参数,然后用性能良好的陶瓷基板加工出滤波器实物。实物测试结果和仿真设计吻合较好。最后得到的滤波器具有良好的端口反射特性。通带衰减小于2dB,端口反射系数小于-20dB;阻带衰减大于40dB,达到了技术指标的要求。     

多传输零点LTCC带通滤波器的设计与实现

提出了一种阻带具有多个传输零点的带通滤波器设计方法,基于低温共烧陶瓷(LTCC)技术实现,可满足移动通信用滤波器小型化、高性能的要求。在电路设计中,通过改进滤波器谐振器结构,分别在阻带的低端近端、高端远端引入传输零点以提高带外抑制。借助三维仿真软件,进行指标、结构的仿真优化,设计并制作了一款尺寸为6 mm×3 mm×2 mm的LTCC滤波器,其中心频率f0=2.25 GHz,0.5 dB带宽不小于100 MHz,通带内损耗不大于1.8 dB,在1.33,1.78 GHz和二次谐波处均有传输零点。实测结果表明,该滤波器在阻带低端和二次谐波处有较好的抑制,因此其在移动通信系统中会有广泛应用。     

基于一种改进型DMS结构的极窄带SAW滤波器

该文采用一种改进型双模声表面波(DMS)结构来设计1.5 GHz的极窄带声表面波(SAW)滤波器。DMS结构两端的反射器采用分布式多周期加权结构能够消除在声通道上传播的多种声反射模式。为灵活设计滤波器阻带抑制及带宽指标,在DMS结构的两个叉指换能器(IDT)之间加入反射器。结果表明,研制的极窄带SAW滤波器中心频率为1.5 GHz,实测带宽为878.75 kHz,插入损耗为5.8 dB,阻带抑制达到45 dB。     

基于电磁混合耦合的SIW宽阻带带通滤波器设计

为实现阻带一段范围内依然具有良好的抑制能力,提出了电磁混合耦合的基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)宽阻带带通滤波器(Bandpass Filter,BPF)。根据模式的本征抑制和电磁混合耦合理论,合理地设置外部馈电端口、内部耦合窗口及内部耦合圆孔阵列,抑制了频率低于TE₁₀₅和TE₅₀₁之前的所有高次模,并且使得工作模式TE₁₀₁电耦合很好地传输。仿真与实测结果均显示,该滤波器的中心频率f₀=5.94 GHz,插入损耗为-3.46 d B,相对带宽为2.44%,当阻带宽度延伸至3.85 f₀时,抑制深度优于20 d B。与经典的四阶SIW宽阻带带通滤波器相比,拥有相同的带宽时,该双层层叠的方式更加紧凑,有利于集成到微波电路系统中。     

改进的电磁混合耦合SIW超宽阻带滤波器设计

为了提升滤波器的阻带性能,提出了一种改进的电磁混合耦合基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)超宽阻带滤波器的设计。首先,利用模式的本征抑制和电磁混合耦合方法,合理地设置外部馈电端口、内部耦合窗口及内部耦合圆孔阵列,抑制了频率低于TE₁₀₅和TE₅₀₁的所有高次模;其次,利用耦合槽的偏移,在中间金属层侧壁中心约为1/10腔体宽度处刻蚀耦合槽,可同时抑制TE₁₀₅和TE₅₀₁以及TE₃₀₅和TE₅₀₃模的耦合;最后,仿真结果显示,该滤波器的中心频率f₀=5.94GHz,相对带宽为3.37%,插入损耗为2.29 d B,回波损耗优于17.1 d B。当阻带宽度延伸至4.85f₀时,抑制深度优于20 d B。综上,探讨了基片集成波导超宽阻带滤波器的宽阻带抑制,有效延伸了阻带宽度,为移动通信系统进一步提升抗干扰性能奠定了技术基础。     

电磁寄生参数在高频SAW滤波器设计中的应用

在设计高频声表面波(SAW)滤波器的过程中,若只考虑封装壳和键合线的电磁寄生参数而忽略汇流条的电磁寄生参数,则SAW滤波器的实际性能易受汇流条寄生参数影响而出现通带波动和驻波增大等问题。该文拟用电声-电磁联合仿真方法设计高频SAW滤波器以解决汇流条寄生参数对SAW滤波器性能的影响。通过此方法研制的滤波器通带插入损耗小于1 dB,波动0.5 dB,通带内驻波最大值2.1,-1.5 dB带宽75.7 MHz,-3 dB带宽84 MHz (相对带宽为4.8%),-30 dB带宽112 MHz,BW_{-3 dB}/BW_{-30 dB}矩形系数1.33。包含封装壳、键合线及汇流条的寄生参数的理论仿真结果与实验测试结果吻合较好,表明了采用此模型设计高频SAW滤波器的可行性。     

低损耗高阻带抑制声表面波滤波器

为了提高雷达信号的接收灵敏度,提出一种低损耗高性能的单相单向换能器,其设计采用了电极宽度控制来实现。发射和接收叉指换能器分别选取适当的加权函数,能得到更低的旁瓣电平。设计制作了中心频率67 MHz,3 dB带宽1 MHz,单向性为21 dB,插损3.8 dB,阻带抑制大于45 dB的低损耗高阻带抑制声表面波滤波器。     

基于并联耦合线谐振节的窄带带通滤波器的研究

设计了一种基于并联耦合线谐振节的窄带带通滤波器。该滤波器由常见平行耦合线带通滤波器与并联耦合线谐振节构成。利用并联耦合线谐振节结构的特性,借助ADS软件设计了一个中心频率为4.9 GHz的窄带带通滤波器。仿真结果表明,其3 dB带宽为236 MHz,矩形系数为2.8。该滤波器具有良好的带外抑制能力和更加陡峭的通带到阻带过渡。     

三次泛音单片式、高频及高阻带晶体滤波器

研究了三次泛音模式下单片式晶体滤波器的设计方法、制作工艺。通过优化滤波器结构、合理控制晶片镀回频率等方法,实现了晶体滤波器的高阻带和高杂波抑制。制作出一种工作频率为41.4 MHz,响应模式为三次泛音的单片式晶体滤波器。结果表明,该晶体滤波器的-1 dB带宽为2.9 kHz,带内波动为0.3 dB,阻带抑制为82 dB。     

超宽带低损耗SAW滤波器的优化设计

该文介绍了基于大机电耦合系数乐甫波模式的超宽带低损耗声表滤波器的开发,基底为15°YX-LiNbO3晶体和铜电极。设计采用修正的耦合模模型进行精确仿真以及模拟退火算法进行谐振器参数的优化。通过假指电极宽度/长度加权来抑制横向模式谐振造成的寄生响应,通过在滤波器表面涂覆黏性膜来有效抑制瑞利波模式造成的寄生凹坑,最终制作出一款中心频率约620 MHz,插损0.94 dB,-1 dB相对带宽14.9%,-3 dB相对带宽18.3%,带外抑制大于40 dB性能较优良的器件。     

一种高抑制带通滤波器频选组件的研制

介绍了一种低频段高抑制频选组件的设计方法和试验结果。该频选组件由多个带通滤波器、开关组件、转换开关、远控电路组成。测试结果表明在-20℃-＋55℃温度范围内带通滤波器的高端阻带衰减≥84dB；低端阻带衰减≥74dB。     

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.     

基于纵向耦合结构的宽带声表面波滤波器设计

基于纵向耦合五换能器结构,采用41°-YX-LiNbO3基片材料,通过优化设计,研制出中心频率232 MHz,3 dB带宽23.5 MHz的声表面波滤波器。该产品的插入损耗-3 dB,相对带宽达到10.1%,矩形系数小于2.5,阻带抑制大于40 dB,产品综合性能指标优异,有很好的实用性。     

基于圆端ASIR的紧凑型带通滤波器设计

为满足现代通信系统对滤波器电路尺寸和滤波性能的需求,提出了一种基于微带传输线的紧凑型带通滤波器。该滤波器采用折叠开环的圆端非对称阶梯阻抗谐振器(Asymmetric Stepped-Impedance Resonator, ASIR),实现了紧凑的电路结构;利用谐振器与馈电结构间的交叉耦合引入两个传输零点,提高了滤波器的通带选择性和阻带抑制性能。基于以上思路,设计了一款尺寸为22.7 mm×12.4 mm的带通滤波器。该滤波器中心频率为2.51 GHz,相对带宽为13.5%,回波损耗S₁₁优于25 dB,带内插入损耗S₂₁低于0.44 dB,阻带抑制优于30 dB。对滤波器进行加工测试,实测结果与仿真结果基本一致,验证了该方案的有效性。此外,该滤波器还具备结构简单、易于集成等优点,有利于通信系统的频率选择和集成化使用。