频变交叉耦合带通滤波器的耦合矩阵综合研究

综合代表滤波器拓扑结构和特性的耦合矩阵是交叉耦合滤波器设计的重点。提出了一种基于广义特征值的优化综合方法,通过非线性最小二次求解,将耦合矩阵的广义特征值逼近至广义切比雪夫响应多项式传输函数零极值参考点,优化求解出带有频变交叉耦合带通滤波器的耦合矩阵。通过3个数值实例演示了该方法,并验证其有效性。这是对经典带通滤波器耦合矩阵综合方法的补充,为频变交叉耦合滤波器的设计建立了基础。     

带通滤波器谐振功率特性分析与研究

通过多个不同拓扑结构带通滤波器并联等效电路,系统地分析了影响滤波器谐振功率特性的主要因素:无载Qu值、相对带宽和主耦合系数以及交叉耦合.同时结合群时延理论解释了相对带宽和主耦合系数对谐振功率特性的影响,针对交叉耦合对滤波器内部三腔、四腔交叉耦合结构中关键谐振腔谐振功率特性的影响,利用相位方法进行了定性的分析.最后,对一款包含三腔交叉耦合结构的TM模式介质滤波器的谐振腔功率进行了耦合测试,得到的测试曲线与电路分析的结果相吻合.     

X 波段微带交叉耦合带通滤波器的设计

耦合谐振电路在微波滤波器的设计,尤其是在窄带滤波器的过程中起着非常重要的作用。本文采用 基于耦合系数和外部品质因数的耦合谐振电路滤波器的方法设计了X 波段的开环交叉耦合微带带通滤波器。由于 引入非相邻谐振器之间的交叉耦合,在滤波器的输入端口和输出端口之间有多个通路,这种多径结构能在有限频率 处产生多个传输零点,而且通过调整传输零点的位置,可以调整滤波器选择性和带内群时延性能。设计的滤波器在 介电常数为2. 2、厚度为0. 254mm 的RO5880 介质板上加工,测试结果显示,该滤波器具有结构简单紧凑、损耗低、选 择性高、带外抑制极佳的特点,具有较好的工程应用价值。     

Ku 波段微带交叉耦合带通滤波器的结构与设计

基于广义切比雪夫滤波器综合理论,本文设计了一个Ku 波段微带发夹谐振型交叉耦合滤波器。该滤波器的拓扑结构为CQ 型。由于引入非相邻谐振器之间的耦合,在有限频率点处产生传输零点,这样不仅使滤波器具有更好的选择性,而且其结构更加紧凑,尺寸也大大缩小。本文通过HFSS 电磁仿真软件对其进行了优化设计。其仿真结果很好地体现了该滤波器的特性。与同阶数的传统滤波器相比,交叉耦合型滤波器具有更好的带外抑制特性,有较好的工程应用意义。     

高带外抑制特性微波陶瓷波导滤波器的设计

介绍了陶瓷波导滤波器的设计理论,采用耦合通槽分别与浅、深耦合盲孔的组合结构来满足正、负耦合带宽要求,通过调整3~6腔体的交叉耦合来改善滤波器传输曲线的对称性,同时实现滤波器近端和远端的带外抑制,在此基础上设计了一款5G基站用六腔陶瓷波导滤波器。在该滤波器的优化过程中,详细讨论了3~6腔体交叉耦合通槽的相对位置偏移量和交叉耦合通槽的长度对滤波器传输零点位置、近端和远端带外抑制特性的影响,并给出了相关的变化规律。经优化后滤波器性能指标如下:中心频率为3.5 GHz,工作带宽为200 MHz,插入损耗≤1.2 dB,回波损耗≥17 dB,近端带外抑制≥25 dB,远端带外抑制≥51 dB。根据仿真模型结构参数制备得到的样品,其性能测试结果与仿真结果吻合良好。     

一种小型的交叉耦合阶梯阻抗谐振器带通滤波器

利用小型化的阶梯阻抗谐振器设计了一种交叉耦合带通滤波器.引入的交叉耦合结构在带外产生了一对传输零点以更好地抑制带外干扰信号而不影响通带特性.由于采用了小型化的阶梯阻抗谐振器,交叉耦合带通滤波器尺寸大为减小,同时寄生通带移向更高端.实验和仿真结果基本一致.     

一种新型微带Hairpin带通滤波器的设计

通过在Hairp in滤波器的非相邻谐振间并联一段长度为λ0/2奇数倍的微带线使得在滤波器的通带两侧产生一对传输零点,构成一种新的微带Hairp in带通滤波器。该类滤波器的设计避免了交叉耦合带通滤波器求解耦合系数的复杂过程。最后给出了该类型滤波器的设计实例,仿真、测试结果证实了设计方法的正确性。     

具有高带外抑制特性的滤波器天线集成设计

利用滤波器综合设计方法设计了一款新型的具有高带外抑制性的微带滤波器天线。滤波器天线由五个开口谐振环、平行耦合线和倒L 天线组成。设计思路是使用倒L 天线代替滤波器的最后一个谐振器,然后利用平行耦合线等效为导纳变换器将谐振器与天线进行耦合,从而设计出既有滤波性能又有辐射性能的滤波器天线。滤波器天线采用交叉耦合结构,在带外有两个传输零点,大大提高了滤波器天线的带外抑制能力。滤波器天线经过仿真和测试,结果显示其反射系数S11 <-10 dB 的相对带宽为8%(2.37 ~2.57 GHz),带内增益约1.6 dBi,传输零点在带外50 MHz 处,增益下降到-25 dBi,带外整体下降到-20 dBi 以下,带外抑制特性显著。     

改善开环谐振器间电耦合系数色散现象的微扰结构设计

以耦合矩阵综合方法设计的交叉耦合滤波器由于谐振器间耦合系数的色散现象,使滤波器的实际响应与理论综合得到的响应存在差异。针对此情况,首先研究了开环谐振器间电耦合系数随频率的变化趋势及其对交叉耦合滤波器中传输零点位置的影响,随后设计了一种加载于谐振器间的U型微扰结构,通过调节其物理尺寸及位置可以降低耦合系数的色散现象,优化滤波器带外传输零点的分布。基于上述思路,分别设计了传统CQ结构以及加载微扰结构的CQ结构滤波器,其中心频率和通带带宽分别为20.6 GHz和1.4 GHz,加载有微扰结构的滤波器其低频端带外零点相较于传统滤波器从18.6 GHz移动至19.4 GHz,且带内特性和高端传输零点均未受到影响,最终实测结果与仿真结果基本一致。     

基于阶梯阻抗谐振器的双频微带带通滤波器设计

设计了一种基于1/4波长阶梯阻抗谐振器(SIR)的交叉耦合微带双频带通滤波器,利用SIR终端加载的金属化短路通孔实现K倒置器,利用谐振器之间的级间耦合实现J倒置器,通过相邻谐振器之间的级联耦合和不相邻谐振器之间的交叉耦合,完成了四阶双频带通滤波器的设计。滤波器两个通带的中心频率分别为3.78GHz和8.69GHz,中心频率比大于2,对应的插入损耗分别为-1.28dB和-2.29dB,带内回波损耗分别为-12.38dB和-25.0dB。测量结果和仿真结果基本吻合,实现了双频带通滤波器的小型化和低损耗。     

一种新型广义交叉耦合滤波器的设计

含广义交叉耦合的N个谐振器滤波器,即含源-负载交叉耦合的滤波器能产生N个传输零点,通过给出这种滤波器的等效网络模型和传输函数,设计了两种新颖六边形结构的含源-负载交叉耦合的微带滤波器,一种为对称结构,一种为非对称结构.对其进行了仿真分析,仿真结果与理论值吻合较好.与传统两腔发夹形滤波器相比,这种两腔六边形结构的滤波器尺寸要缩小27.5%,频率选择性更高.     

频变耦合双通带滤波器的综合方法

为了解决频变耦合双通带滤波器缺少有效综合方法的问题,文中提出一种优化综合方法.该方法首先通过频率变换技术得到滤波器在归一化双通带域内的特征多项式,然后应用经典的耦合矩阵综合方法得到双通带滤波器的全规范耦合矩阵,进而以矩阵的特征值为趋近目标构造目标函数,最后应用梯度优化算法进行优化获得了双通带滤波器的频变耦合矩阵.文中对...     

基于高阻硅的毫米波IPD 滤波器研究

5G 通信迫切需要毫米波集成无源器件(Integrated Passive Device,IPD),要求该类器件低成本、高性能。基于高阻硅(High Resistivity Silicon, HRS)工艺设计并加工了一款四阶交叉耦合毫米波微带滤波器,基于测试结果和有耗耦合矩阵理论反提取得到四阶滤波器谐振器的真实无载品质因素。进而对高阻硅基的毫米波工艺参数(例如,损耗角正切)进行修正,利用电磁仿真软件进行验证;分析了金属粗糙度对于滤波器损耗的影响。修正后的模型仿真结果和测试结果吻合较好,验证了修正后毫米波段高阻硅基参数的有效性,为芯片级毫米波无源器件的设计提供了支撑。     

微带交叉耦合滤波器的简化设计

主要研究微带交叉耦合滤波器的简化设计。通过约束传输零点之间的关系,简化了带通滤波器交差耦合的拓扑结构,同时又较好保持了带通滤波器带外的抑制能力。在利用微带结构实现时,采用了谐振器顺序耦合的结构,降低了滤波器微调的难度。同时在第一和第四谐振器间增加一段传输线以引入交叉耦合,通过调整引入传输线的位置等可调整相应传输零点的位置,增加了滤波器设计的灵活性。仿真结果验证了相关方法的有效性。     

A new approach to the design of dual-mode rectangular waveguidefilters with distributed coupling

A synthesis procedure for a new configuration of four-pole dual-mode waveguide filters with distributed coupling is presented. In this configuration the dual-mode coupling is obtained by exploiting the well-known fact that the diagonal polarizations are coupled in an almost square waveguide. The obvious advantage of this type of structure is that the cross sections of all the discontinuities are rectangular, hence the global prediction of the filter is more accurate. The synthesis approach is based on a scattering matrix formulation where the dual-mode coupling is described in terms of a 2×2 propagation matrix. Universal design charts, which directly yield the scattering parameters of the various junctions, have been obtained. Comparisons with experimental results of a four-pole filter are also presented     

一种分析微带交指滤波器的新思路

本文提出一种直接用耦合多导体多介质结构传输特性计算微波滤波器的方法，它不但考虑了相邻导体，也考虑了所有非相邻导体间的耦合，因此计算精度大大提高。此外，它还可以计算不对称耦合，适应面宽。分区均匀介质填充多导体结构有多个不同传播常数的本征模。这与均匀填充多导体结构有很大差别，即不但要考虑本征阻抗，而且要考虑不同的传播常数。本文用矩阵电报方程求出它们的本征值与本征矢量，从而求得传输特性，最后用网络等效方法优化求得滤波器特性。本文还介绍了由不同宽度谐振腔组成的滤波器的设计     

广义切比雪夫滤波器耦合矩阵的优化提取

为了提取广义切比雪夫滤波器的耦合矩阵,通过采用单纯形算法和梯度法相结合,先用单纯形算法进行初步搜索,成功则结束.否则将结果值作为梯度法初值,然后利用梯度法进行二次搜索,从而提取出耦合矩阵中各个元素值.最后,对于给定的滤波器拓扑结构,任意设置有限远处的传输零点位置,运用混合方法编写出的程序提取出耦合矩阵.这种混合算法未增加算法难度而提高了效能.三个耦合矩阵提取实例证明了这种混合方法的有效性.     

含源-负载交叉耦合的准椭圆函数滤波器设计

该文首先提出了含源-负载交叉耦合滤波器的等效网络模型,并给出了这种结构的传输函数t(s)以及矩阵的综合方法。由含源-负载交叉耦合二端口网络的短路导纳矩阵推导了耦合矩阵M中MSL、MSi和MiL的一般表达式。最后,设计了一种新颖结构的含源-负载交叉耦合的微带滤波器,对其进行了仿真与制作,实测结果与仿真值、理论值吻合较好。     

Pi型电感耦合LTCC滤波器的寄生感性耦合研究

对二阶Pi型电感耦合LTCC滤波器中各个元件的电容及电感寄生效应进行了分析,提出了一种新的寄生电感耦合分析方法,并根据分析结果设计了一个二阶Pi型电感耦合和一个二阶Pi型电容耦合LTCC带通滤波器,其中,电感耦合滤波器的设计指标为:中心频率2.45GHz,相对带宽32.65%,带内插入损耗2dB,回波损耗18 dB;电...