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0~3GHz,插入损耗<0.5dB,阻带4~12GHz,抑制>45dB。     

声表面波低插入损耗滤波器的研制(Ⅱ)──横向耦合谐振滤波器

目前移动通讯设备对窄带低插损高阻带抑制的滤波器有极大需求，而横向模式耦合谐振滤波器是实现这些性能的最佳方案之一。在理论上，本文应用陈东培和Hartmann等提出的耦合模理论模型对这种滤波器进行了分析设计；在实验上，以ST石英为基底材料，设计制作了152．55MHz频率的器件，器件性能接近目前国外已报道同类器件的水平，最低插损达2．7dB，阻带抑制约60dB，相对带宽0．5%~0．75％。，并能获得平坦的通带。     

声表面波低插入损耗滤波器的研制(Ⅰ)──控制电极宽度单相单向换器

概述了控制电极宽度单相单向换能错的工作原理和设计方法；讨论了声波单向辐射的方向与柳条反射系数相位之间的关系；给出了作者在ST石英、Y112°LiTaO3和Y128°LiNbO3基片上研制的两种无线通信用中频滤波器和作无绳电话双工器使用的两种滤波器的实验结果．插入损耗分别为4．6dB、3．5dB和3dB；相对带宽分别为0．60％、0．75％和1．4％；阻带抑制均大于50dB．     

深空探测用超导滤波器及滤波放大组件

研制了针对深空探测的超导滤波器和超导滤波放大组件,该超导滤波器在无需后期调谐的情况下,回波损耗大于25.16dB,驻波比小于1.12,插入损耗约0.04dB,阻带抑制达到了115dB以上;超导滤波放大组件的增益为30dB±0.2dB,回波损耗约为20dB;而组件的噪声温度仅为8K~9K。     

具有宽阻带特性的6阶自均衡高温超导滤波器

本文提出了一种新颖的L型阶跃阻抗谐振器,该谐振器具有结构紧凑、抑制二次谐波能力强及易于实现电耦合及磁耦合等特点。使用该谐振器设计并制作了一款具有小型化、高选择性及宽阻带特性的6阶自均衡高温超导滤波器。测试结果表明,在70 K温度下滤波器的中心频率为1 601 MHz,3 dB带宽为24 MHz,带内回波损耗<14.87 dB,带内最大插入损耗约为0.22 dB,60%带宽范围内群时延起伏<3.13 ns,通带两侧具有一对深度的传输零点,实现了1 632~5 511 MHz范围内衰减>60 dB的宽平坦阻带。     

一种具有可重构带阻特性的超宽带超导滤波器

提出了一种具有可重构带阻特性的超宽带超导滤波器,可有效抑制通带内的干扰信号。该超宽带滤波器基本结构是由改进后的多模谐振器和平行耦合微带馈线构成。2-bit叉指电容(interdigital capacitor,IDC)阵列被加载在平行耦合馈线外端,实现阻带的"开/关"及阻带中心频率的控制。该滤波器是在尺寸为20.0mm×6.0mm的MgO介质基片上实现的。未经调谐的测试结果显示了优异特性,并且和仿真结果吻合得很好。超宽带通带内的阻带可自由"开/关",中心频率调节范围从7.15到7.49GHz。此外,阻带在所有"开"的状态下显示了高的选择性(10dB带宽小于3%)和高的抑制性(高于38dB)。     

宽阻带抑制的高温超导带通滤波器设计

提出了一种新型加载插指电容的U型阶跃阻抗谐振器,该谐振器可用于实现高温超导带通滤波器的宽阻带抑制。利用所提出的新型谐振器结构,设计并制作了一个4节切比雪夫型高温超导带通滤波器。滤波器中心频率为1026 MHz,带宽12.6 MHz,第一谐频频率5121 MHz,第一谐频与基频的比值为4.92,阻带抑制度优于60 dB。     

成任意角度连接的两块平板转角处阻振质量对平面弯曲波传递的影响分析

运用波分析法对于成任意角度连接的两块平板转角处的振动能量传递问题进行了理论分析,目的在于探讨附加在转角处的阻振质量对结构波传递的阻挡作用。通过引入两个局部坐标系及6个新的无量纲数,不仅简化了理论公式的推导,而且将透射及反射系数与模型的特征阻抗直接联系起来,揭示了这些参数的物理意义。本文同时还进行了简化模型实验,测试所得的插入损失与按照理论公式进行数值计算的结果进行比较,变化趋势一致。研究表明,转角处的阻振质量对于平面弯曲波透射所起的作用类似于一个“低通滤波器”,“阻带”区插入损失的量值主要取决于阻振质量的质量大小,而“阻带”宽度则取决于其转动惯量。     

新型交叉指型低频宽阻带超导滤波器研究

本文提出了一种用于低频宽阻带滤波器设计的新型交叉指型谐振器(Interdigital Resonator,IDR),该谐振器具有结构紧凑、实现较强耦合、显著推高寄生通带等优异性能.文中设计和制作了中心频率为360MHz、相对带宽为4%的12节高温超导滤波器,实测结果表明,从通带到1.27GHz的阻带抑制超过80dB,第一寄生通带与基频通带频率比超过3.5.测试结果与设计结果符合得很好.     

柔性双阻带太赫兹超材料滤波器

提出并设计了一种极化不敏感的柔性双阻带太赫兹超材料滤波器,并采用CST 2015仿真软件对该滤波器的结构进行仿真;为深入研究超材料滤波器的传输特性,分别对该超材料滤波器在2个谐振吸收峰处的电场强度和表面电流分布进行仿真;为验证仿真结果的正确性,采用微加工工艺制备了超材料滤波器样品,使用太赫兹时域光谱系统对其传输特性进行测试。仿真结果表明:该滤波器在0.131THz和0.182THz处获得了3dB带宽分别为15GHz和10GHz的2个阻带,并且在这2个谐振频率点的传输系数S21可以达到-43.56dB和-48.76dB,表现出了良好的阻带特性;测试结果与仿真结果比较吻合。     

有源噪声控制在隔声罩中应用的初步实验研究

本文以对液压泵降噪为例,对有源噪声控制系统在隔声罩中的应用进行了初步的实验研究。噪声的低频段由有源噪声控制系统降低,中高频段由隔声罩降低,从而发挥了有源噪声控制和隔声罩各自的优点。附加了有源系统后的隔声罩使液压泵的噪声从112.4dB降到了80.0dB,整个系统的降噪量达到了32dB。其中有源噪声控制系统采用了6个次级控制源,在600Hz以下频段新增13dB的插入损失。     

一种采用互补结构的宽阻带共模缺陷地滤波器

为了抑制高速差分信号传输中的共模噪声, 提出了一种基于低成本FR4材料制作的互补型缺陷地结构(defected ground structure, DGS)共模阻带滤波器. 滤波器两边采用对称性酒杯形DGS结构, 中间采用对称伞形DGS结构. 由于这两种DGS 结构互补, 整个滤波器结构紧凑, 可以实现小面积设计目的; 另外, 由于三个DGS结构相邻较近, 相互之间存在互感, 可以通过改变相互之间的距离来调节相互之间的互感, 从而实现宽阻带滤波的目的. 仿真和测试结果表明, 该DGS滤波器的差模信号损耗小, 在抑制共模噪声20 dB条件下其阻带范围为4.8–11.4 GHz, 而且面积仅为10 mm×10 mm. 与周期性DGS结构相比, 本方法在相同共模噪声抑制深度下, 具有占用面积不到30%、阻带宽度增加约50%等优点.     

光子集成射频自干扰消除系统性能仿真分析

针对全双工通信系统设计了光子集成射频自干扰消除功能芯片.该芯片采用相位调制将射频信号转换至光域,在光域内进行光载射频信号的幅相调控以实现干扰对消功能.对功能芯片中主要功能单元进行优化设计后,延时调谐范围为0～10ps,30GHz带宽内的延时抖动小于0.1ps;滤波响应阻带抑制度为36.5dB,通带带宽为60.6GHz,边沿陡峭度为9.2dB/GHz.建立了光子集成芯片射频自干扰消除系统的理论模型,对功能芯片中可调光延时线、可调光衰减器及滤波器等引入的延时、幅度不匹配对系统消除性能的影响进行了仿真分析.结果表明,幅度失配量为0.02dB时,2GHz带宽信号下系统抑制度为-42.7dB;延时抖动为0.07ps时,2GHz带宽信号下系统的抑制度为-37dB.研究结果可为光子集成射频干扰抑制功能芯片的研制提供参考.     

基于缺陷地结构的微带低通滤波器设计

提出了一种具有宽带带外抑制的小型化微带低通滤波器。该滤波器由缺陷地结构和两阶阶跃阻抗单元结构构成。利用ANSYS HFSS建立三维全波电磁模型并仿真优化,仿真结果表明:该低通滤波器的截止频率为1.4 GHz,通带宽度为0~1.4 GHz,通带内的插入损耗小于0.5 dB,带外抑制频率范围为2.1~11 GHz,在阻带范围内的带外抑制能力接近20 dB。为验证仿真和测试结果,加工并测试了经全波电磁优化后的缺陷地结构微带低通滤波器。测试结果和仿真结果吻合得较好,证明了所提出的缺陷地结构在实现滤波器小型化和宽阻抗带宽上有着重要的作用,能够使该滤波器具有较好的低通滤波特性。     

基于电磁带隙结构的新型高温超导低通滤波器

提出了一种基于电磁带隙结构的低通滤波器实现形式,这种新型低通滤波器采用电容周期性加载共面(Coplanar Waveguide)传输线结构的形式.为了减小通带内波纹、显著提高阻带信号抑制,电容单周期性加载结构被调整为电容双周期性加载结构,同时在共面传输线的接地面上引入了双周期性的长方形缺陷地结构.基于上述方案设计制作了一个高温超导低通滤波器,仿真及测试结果表明:低通滤波器的带外抑制平均增加了约20 dB,带内传输损耗波纹显著变小.     

平行声屏障的陷波模态及其插入损失优化

为了改善平行声屏障的性能，本文基于有限元仿真的方法对其陷波模态和插入损失进行了研究。其中，陷波模态是平行声屏障的固有性质，与其几何参数有关。当陷波模态处于共振频率时，平行声屏障内部声场的声能量达到峰值，同时声波垂直入射到声屏障的顶端，使声影区的衍射声能也达到峰值，最终导致插入损失显著下降。本文还对3种优化平行声屏障插入损失的方法进行了分析。结果表明，楔形和扩散型声屏障可降低声波的多次反射效应对插入损失的影响，但是对陷波模态的改善较小。而吸声型声屏障有效的抑制了陷波模态对插入损失的不利影响，从而改善了平行声屏障的性能。     

点声源入射下无限大平板的隔声

利用球面波的平面波展开形式,推导了自由场中点声源入射下无限大平板的隔声公式,研究了其隔声性能.数值模拟结果表明,点声源入射下平板隔声规律不同于通常采用的平面波入射条件下的质量隔声定律.在频率较低或板厚度较薄时,频率或板面密度增加一倍,平板隔声量的增加约为3 dB,而插入损失的增加约为6 dB.     

高Q值的嵌陷换能器SAW沟槽谐振器的研制

嵌陷叉指换能器沟槽谐振器,不但具有SAW沟槽谐振器的Q值高,老化性能好的优点,而且能够克服处于谐振腔中的叉指电极对SAW的反射干扰畸变,可以一次光刻成型、重复性好,制作方便,叉指电极不易被磨损,是制作高基频谐振器频率源和窄带滤波器的较理想结构. 本文阐述此种沟槽谐振器的研制.目前研制的器件中心频率为102MHz,其中最好的获得了在空气中的无载Q=24000,带外抑制28dB,插入损失6dB的结果.此外,我们还对沟槽刻蚀深度和叉指换能器嵌陷情况对器件性能的影响,进行了实验研究.     

一种新型的紧凑型DGS共模抑制滤波器设计

提出一种新的UH形DGS宽带共模滤波器,通过选择单个DGS结构合适尺寸和谐振点,利用每个谐振器间的相互耦合,达到了面积小(8mm×8mm),宽阻带(3.61GHz 10.7GHz)和低下限截止频率的效果。对于差模信号,阻带内衰减小于-1.5dB,保持了良好的信号完整性。同时采用一种新的减小宽带DGS结构滤波器面积的设计方法,通过改变图形的形状,用“C”形槽代替“U”形槽,使该DGS结构相比原有模型减小了10%,同时阻带范围增加了1.34GHz。     

距离深度域最小二乘矩阵滤波器的设计与应用

本文通过最小二乘原理设计出针对拷贝向量进行处理的矩阵滤波器,给出了其详细的推导过程。它可用于距离深度域上的预滤波,在抑制阻带干扰的同时,保证通带信号尽可能不失真。设计过程中发现根据最小二乘原理设计矩阵滤波器比二阶锥规划等其他寻优方法更快捷。最小二乘矩阵滤波器除了能在保证通带尽量不失真的前提下达到很好的阻带抑制效果之外,还可以在任意距离深度设定通、阻带,尤其适用于阵列在探测过程中抑制强干扰对于弱目标源的影响。