太赫兹波段FSS带通滤波器的分析与设计

用HFSS仿真软件设计并分析了太赫兹频段的频率选择表面带通滤波器。其中缝隙滤波器的中心工作频率为0.346THz,透过率达到99.37%,3 dB带宽可以达到75 GHz。3层方环级联带通滤波器的通带比缝隙滤波器通带更为平坦,3 dB带宽达到了100 GHz,矩形系数也有大幅度提高。两种滤波器在不同极化波和相同极化波不同入射角度入射时都有很好的频率稳定性,并且中心工作频率在太赫兹大气窗口,可适用于太赫兹通信。     

一种新型双通带频率选择表面

针对多通带频率选择表面(Frequency Selective Surface,FSS)带宽较窄的问题,基于方环形缝隙及其互补结构设计了一种工作于X/Ku波段的双通带频率选择表面。在单层介质两侧加载互补贴片的基础上提出了两层介质加载三层金属贴片结构,得到了一个一阶通带和一个二阶通带,二阶通带两个极点的反射率达到–30 d B以上,实现了宽频特性。仿真结果表明:该频率选择表面具有很好的角度稳定性和极化稳定性,两个通带的相对带宽分别达到了13.87%和28.57%,第二通带带内平坦,中心插损很小,整体带外抑制明显,综合性能较好。     

单槽双频微波带通滤波器设计与实现

在方形贴片上采用单槽线代替相互正交双槽线的方法设计出一款结构简单、紧凑的双频段带通滤波器。详细讨论了滤波器结构参数对滤波器性能的影响,并以2.45/5.2GHz双通带滤波器的设计为例,通过仿真优化得到了各结构参数,制作了相应的样品。测试结果表明：该滤波器在2.45GHz通带内回波损耗为20dB,通带内最小插损为0.9dB,相对带宽为10%;5.2GHz通带内回波损耗33.6dB,通带内最小插损为0.37dB,相对带宽为13.4%,其总体尺寸比文献中正交双槽线结构的滤波器缩小48%。     

基于频率选择表面的太赫兹双通带滤波器研究

目前双频带频率选择表面(Frequency Selective Surface,FSS)结构存在的通带选频性能有限。为了提高太赫兹频段通带滤波器件的性能,设计了一种基于频率选择表面的太赫兹双通带滤波器。该器件主要由三层正四边形的同心金属铜环组成,中间加载了介质衬底。金属层与衬底的厚度均为0.04λ,其中λ为低频波段的波长,单元尺寸为0.15λ。根据等效电路法分析了该结构产生双频通带的原因,并对设计的结构优化作了进一步的讨论。通过改变等效电路元件的参数等价地调整了原始结构的几何参数。仿真结果与理论计算基本吻合,优化后的器件可在2.74 THz和8.17 THz两个中心频率处实现通带滤波。低频处的-1 dB通带范围为2.24～3.25 THz,插入损耗为-0.05 dB;高频处的-1 dB通带范围为7.63～8.71 THz,插入损耗为-0.12 dB。滤波特性曲线的陡峭度好且相对带宽均超过10%。该结构尺寸小,频率选择性好,角度稳定性高,可用于太赫兹频段的宽频带滤波,对未来的太赫兹通信具有重要的应用价值。     

基于开路短路短截线的紧凑型三通带滤波器设计

提出了一种基于微带传输线及加载开路短路短截线的三通带滤波器结构.该滤波器由两个二阶带通滤波器和一个三阶带通滤波器组成,它们可以独立设计.另外,通过调节相应短截线的长度可以独立控制三个通带的带宽.所设计滤波器的三个通带中心频率分别为2.25,4.2,6.23 GHz,-3 dB相对带宽分别为54％(1.55～2.76 G...     

太赫兹波段复合型FSS带通滤波器的分析与设计

利用谱域法对频率选择表面 (frequency selective surface,FSS) 结构进行理论分析,设计了中心频率为0.338 THz工作在大气通信窗口的复合型FSS带通滤波器。该滤波器是对圆环槽单元滤波器进行改进,增加了三极子单元,通过研究结构参数对滤波性能的影响关系,进行结构优化。实验表明,该滤波器综合滤波性能更好,3 dB带宽可以达到69.5 GHz,回波损耗小于-13.46 dB,带内插入损耗小于0.45 dB,带内纹波低到0.1 dB,且通带平坦,有较好的带外抑制和矩形系数,边带比较陡峭。同时该滤波器在不同极化波和相同极化波不同入射角度入射时都有很好的频率稳定性,能有效地用于太赫兹通信。     

新型的平面双模椭圆函数带通滤波器

根据传统的方形贴片双模滤波器,提出了一种新颖的带有两个切角的平面双模带通滤波器结构.该结构使用单个贴片谐振器并且没有耦合缝隙,通带两端各有一个衰减极点,有效减小了滤波器的辐射损耗.对该滤波器结构进行改进,又提出了一种带有两个相互正交、长度不等槽线的双模椭圆函数带通滤波器结构.该滤波器在中心频率1.8GHz处,回波损耗达到31.53 dB,通带内最小插损达到0.01 dB,3 dB相对带宽为19.44%.采用Ansotf公司的En-sem ble 8.0仿真软件进行的仿真研究.仿真结果表明该结构可以更加有效地减小辐射损耗,增加带宽,且体积比传统滤波器减小了约40%,有利于小型化.     

一种基于SIR结构的三通带带通滤波器

应用双指耦合结构和枝节加载谐振器（Stub-loaded Resonator,SLR）实现了一款基于阶梯阻抗谐振器（Stepped Impedance Resonator,SIR）的滤波器。该滤波器具有3个通带,带外抑制较好,工作频段提高。通过调整阻抗比可调节第二、三通带的谐振频率;SLR结构能够增加通带数量;SLR结构和双指耦合结构均能改善滤波器的S参数。HFSS软件仿真表明,3个通带的中心频率分别为3.5 GHz、6.6 GHz、9.2 GHz,对应的分数带宽分别为5.7%、3%、2%,S11分别为-18 dB、-22 dB、-24 dB,通带内的S21分别为-1.8 dB、-1 dB、-1 dB。电路的测量结果与仿真结果较为吻合。该滤波器在5G通信的低频段具有应用前景。     

基于微带贴片谐振器的高选择性双模双通带带通滤波器的研究

本文提出了基于微带贴片谐振器的高选择性双模双通带带通滤波器及一种模式分析算法.首次利用该算法分析了微带贴片的模式组成,计算了导模场的闭式解.微带贴片的耦合馈线同时作为谐振单元构成第二个通带,减小了结构尺寸.全波仿真分析（full wave analysis）结果及测试数据表明,与现有的双模双通带带通滤波器相比,本文设计的滤波器传输零点个数增加了2倍,达到11个,带外抑制度达到20dB,带内插损较小,仅为1.2dB,抑制了寄生通带.同时设计的拓扑结构复杂度较低,利于滤波器的小型化.     

Ka频段极窄通带波导滤波器

提出了一种Ka频段具有极窄通带的波导带通滤波器方案.采用模式匹配法对滤波器进行全波分析,设计并研制了一只相对带宽约0.1%的Ka频段窄带带通滤波器,典型性能为中心频率处插入损耗小于2.1dB,带内驻波比小于1.20:1,损耗起伏小于0.30dB,测试结果与全波分析数据一致,说明方案有效.     

基于双层扇形基片集成波导的双频平衡滤波器

提出了一种表面刻有一对互补开环谐振器(CSRR)的45°扇形基片集成波导谐振腔(SSIWR),设计并制作了一款结构紧凑且具有高选择性的双层双频平衡带通滤波器.分别利用具有带通特性的CSRR和谐振腔内的TM220模实现了差模双频响应;模式间的耦合以及缺陷地结构(DGS)的引入使得滤波器在通带附近产生4个传输零点,提高了带...     

具有小型化与高选择性的双频带通滤波器的设计

为了满足C波段卫星通信系统的应用需求,提出了一种具有小型化与高选择性的双频带通基片集成波导滤波器. 滤波器第一通带由蚀刻在四分之一模基片集成波导腔顶层的L型谐振槽提供,第二通带由新型左右手结构提供. 其中L型谐振槽可以充当四分之一波长谐振器,激励腔内基本模式产生低频处的响应;新型左右手结构较传统结构增大了叉指电容值,降低了谐振频率. 通过仿真优化和测试,双频带通滤波器的中心频率为3.9 GHz和6.2 GHz,相对带宽为3.3%和2.1%,通带之间的衰减优于70 dB,且在通带外存在三个传输零点,具有良好的频率选择性. 表明了所提滤波器具有体积小、选择性高的特性,非常适合集成于卫星通信前端系统中.     

基于CRLH TL结构的带通滤波器设计与研究

基于复合左右手传输线（CRLH TL）原理,利用微带与共面波导组合的双层介质结构,设计了一种新型带通滤波器。其等效左手电容由金属 绝缘体 金属（MIM）耦合结构提供,等效左手电感由蘑菇型零阶谐振器（MZOR）中的短路通孔实现。通过研究MZOR中U型槽长度变化对滤波器性能的影响得知,该带通滤波器具有结构紧凑,带宽较大,插入损耗较小等优点。HFSS仿真结果显示,滤波器的通带为3.4~7.2 GHz,通带内插入损耗低于-0.5 dB,回波损耗小于-11.5 dB。因此,该滤波器可应用于超宽带无线通信系统。     

Miniaturized dual-band bandpass filter with good frequency selectivity using SIR and DGS

A miniaturized dual-band bandpass filter (BPF) using stepped impedance resonator (SIR) and defected ground structure (DGS) is presented. In order to get two desired passbands, two different transmission paths and source–load cross coupling have been implemented. One path is the SIR, and the other is the DGS. Meanwhile, it is easy to obtain good frequency selectivity by introducing several transmission zeros. The coupling scheme and current distributions are applied to demonstrate the flexible design approach. A dual-band BPF is designed, simulated, and fabricated to demonstrate the performance of the proposed dual-band filter. The measured results show that the fabricated dual-band BPF has two passbands centered at 2.41 and 3.52 GHz with the fractional bandwidth of 5.8 and 7.7%, respectively. The measured insertion loss is about 2 dB and 2.2 dB at the lower and upper passbands. The measured results show good agreement with the simulated ones.     

Dual-Band Bandpass Filter Design Using a Novel Feed Scheme

A planar dual-band bandpass filter based on a novel feed scheme is presented in this letter. The proposed filter employs two sets of resonators operating at diverse frequencies to generate two passbands. A novel scheme is introduced to feed the resonators. One set of resonators is utilized to not only generate the lower passband but also feed other resonators. Source-load coupling for upper passband is inherently realized. This scheme provides sufficient degrees of freedom to control the center frequencies and bandwidth of the two passbands. Four transmission zeros can be created close to passband edges, resulting in high skirt selectivity. To validate the proposed idea, a demonstration filter is implemented. The design methodology, filter sensitivity and experimental results are presented.      

COMPACT COUPLED LINEAR TAPERED LINE BANDPASS FILTER WITH TWO TRANSMISSION ZEROS

A new compact bandpass filter composed of two coupled linear tapered line resonators (LTLRs) is designed. The two resonators are arranged in different layers. The filter has two transmission zeros on both sides of the passband. It has small size and steep response below its passband. It is also shown that this filter has 0.6 dB low insertion loss at the centre frequency and 10.5% 3dB bandwidth.     

Dual-band bandpass filter with source-load coupling

A compact dual-band bandpass filter is presented for wireless LAN applications. Using two centrally-loaded stepped-impedance resonators, the second passband frequency can be conveniently tuned. Two transmission zeros are generated between the two passbands because of source-loading coupling topology. Simulated results show that two central frequencies are located at desired 2.4 and 5.7 GHz with 3 dB fractional bandwidths of 18.8 and 7.1 , respectively. Comparison of measured and simulated results shows good agreement.     

基于CSRR-QMSIW谐振器的双通带滤波器的设计

为满足滤波器在双频带通信系统中发展的要求,提出了一种基于1/4模基片集成波导(QMSIW)加载互补开口谐振环(CSRR)的新型双通带滤波器。根据CSRR谐振器的传输特性,实现以其谐振频点为中心的第一个通带;设计QMSIW谐振腔的边长,实现以该腔体谐振频点为中心的第二通带;设计QMSIW腔体间的耦合方式,在两通带之间和高阻带处各引入一个传输零点,加强两通带隔离度和带外抑制。设计了一款两通带的中心频率分别为8.1 GHz和11.5 GHz,且有效尺寸仅为15 mm×8 mm,插入损耗低于0.4 dB,高阻带衰减达64 dB,两通带隔离度达46 dB。