小型化多层双模基片集成波导平衡带通滤波器

针对平衡滤波器小型化和高选择的应用需求,提出两种新型的多层双模基片集成波导平衡带通滤波器。首先详细分析了基于平衡端口馈电的双模基片集成波导谐振器的特性;然后根据谐振模式分布特性,设计了一种输入输出馈线同时在上层双模谐振器上的四阶平衡带通滤波器,下层双模谐振器通过十字交叉槽线结构与上层谐振器耦合,可以实现三个传输零点;又提出一种输入和输出馈线分别在上层和下层双模谐振器上的四阶平衡带通滤波器,上层和下层谐振器通过一个槽线进行耦合,可以实现两个对称的传输零点。基于提出的两种平衡滤波器结构,分别设计了一个中心频率为10 GHz的平衡带通滤波器,并进行加工和测试。测试和仿真结果一致性较好,表明了该结构可以实现小型化和高选择,并且具有很好的共模抑制特性。     

基于新型四模谐振器的双通带带通滤波器设计

提出了一种新型的基于双枝节加载的T型四模谐振器,并且利用该谐振器设计了一款双模双通带带通滤波器。首先利用奇偶模分析法以及场分布分析法对四模谐振器的频率特性进行分析,谐振器的每一个谐振模式均可以被独立调节。然后对馈线枝节的参数进行了详细的分析,得到馈线对滤波器外部耦合系数的影响,以调整滤波器通带的带通宽度。接着分析滤波器传输零点产生的原因,得到零点变化的规律,从而调整零点位置,提高滤波器的选择性。缺陷地结构(DGS)被蚀刻在滤波器的金属层底面,以引入非谐振节点,提供源与负载的耦合,可以产生额外的传输零点,进一步提高滤波器的选择性,而且不会增大滤波器的体积。对该滤波器进行加工和测试,仿真结果与测试结果基本吻合。     

一种高选择性可调带通与带阻可切换滤波器

设计了一种高选择性可调带通与带阻可切换微带滤波器。在微带谐振器及枝节末端加载变容二极管实现中心频率的可调;在输入与输出端口馈线之间,利用PIN二极管实现滤波器阻带和通带特性的切换。采用奇偶模的方法对滤波器结构进行分析,通过对奇偶模频率的调节实现了频率调节过程中的恒定绝对带宽。同时,在输入与输出馈线间引入源与负载耦合,使得频带两侧各有一个传输零点,且传输零点在整个频率调谐范围内相对位置几乎不变。因此,在整个频率调节范围内,滤波器实现了高选择性及良好的带外抑制能力。最终设计出的可调带阻滤波器的频率调谐范围为5.58～5.89 GHz,绝对带宽80 MHz±5 MHz,阻带衰减优于14 dB;可调带通滤波器的频率调谐范围为5.42～5.79 GHz,绝对带宽120 MHz±5 MHz,插入损耗1.69～2.25 dB,回波损耗优于13 dB。同时,该滤波器具有0.28λ_g×0.62λ_g（λ_g是可调频率范围中心频率的波长）的紧凑结构尺寸。实验和仿真结果一致性较好。     

适用于雷达接收系统的高温超导窄带滤波器的研制

本文介绍一种为某专用雷达设计制作的工作于L波段的高温超导窄带带通滤波器.该滤波器为10阶微带谐振器级联(CQ)滤波器,引入两个交叉偶合构成一对传输零点形成准椭圆函数传输特性来增加带外陡度.为减小非近临谐振器间寄生耦合对滤波器传输特性的影响,对所采用的谐振器结构进行了精心选择.整个滤波器制作在一块2英寸的MgO衬底YBCO片上,封装后滤波器的整体尺寸为60mm×30mm×18mm.滤波器带宽为5MHz(FBW小于0.4%).实测滤波器带边陡度超过100dB/MHz,在中心频率(3MHz以外频域抑制好于-60dB,滤波器宽带抑制好于-80dB,滤波器最小插损0.3dB.     

新型负耦合结构在基片集成波导滤波器中的应用

针对高性能交叉耦合基片集成波导带通滤波器的应用,提出一种新型负耦合结构,该耦合结构由两个短路耦合线设计实现,并详细分析了其特性,能够实现较弱或较强的负耦合。总结了基于特征多项式的耦合矩阵综合优化方法,并通过两个滤波器的设计进行说明。基于综合得到的两个耦合矩阵,设计了两个中心频率为10 GHz的四阶交叉耦合基片集成波导带通滤波器,第一个滤波器的归一化相对带宽为3%,负耦合结构提供交叉耦合,用于说明该耦合结构提供相对较弱的耦合强度;第二个滤波器的相对带宽为8%,负耦合结构提供主耦合,用于说明该耦合结构提供较强的负耦合强度。为了验证滤波器的实际性能,对这两款滤波器进行了加工和测试。测试和仿真结果一致性较好,表明了该负耦合结构用于高性能交叉耦合基片集成波导滤波器设计的可行性。最后讨论了弱色散交叉耦合对传输零点位置的影响。     

基于双SSLR的小型化双通带带通滤波器设计

设计了一种新的具有良好选择性的小型化的双模双通带带通滤波器。该滤波器的谐振结构由两个短路枝节加载谐振器(SSLR)连接到同一个接地金属柱构成。首先通过奇偶模分析方法分析单个SSLR的谐振频率,得到谐振频率的变化规律;然后为了实现滤波器的小型化,将两个SSLR连接到同一个金属柱上并且折叠微带线,通过调节枝节长度分析滤波器通带的变化;设计中使用双枝节分别对谐振器馈电的结构,并且引入了源与负载耦合,可以在上阻带多提供一个传输零点,以提高阻带抑制;最后对滤波器的传输零点进行分析,提高滤波器的选择性。通过上述的分析,对该滤波器进行仿真、加工以及测试,得到最后实物的测试结果与软件的仿真结果较为一致。     

基于准分形结构的具有二次谐波抑制作用的小型化高温超导滤波器的研究(英文)

为了抑制平面带通滤波器的二次谐波,实现高温超导滤波器的小型化,本文提出了两种新型的准分形结构谐振器,并分别将其应用到微带滤波器的设计与仿真之中.第一种谐振器由希尔伯特分形结构改变而来,由于其相对紧凑度更高,并且保留希尔伯特分形结构的基本性质,因此仿真结果不仅具有更好的二次谐波抑制效果还有更小的体积优势.第二种谐振器由Minkowski分形结构改变而来,基于此谐振器设计了一款八阶带通滤波器,仿真及测试结果表明:基于此谐振器所设计滤波器与传统的微带滤波器相比,二次谐波被推迟了1.5GHz左右,并且体积减小约三分之一.结果证明两种滤波器均具有良好的二次谐波抑制效果和小型化的优势.     

自均衡相位特性的超导滤波器小型化设计

提出了一种具有多个传输零点的高温超导滤波器小型化设计方法。该滤波器由十个慢波交叉指结构谐振器和三个自均衡CQ跨线结构组成,其中一个CQ结构通过产生一对实轴上的传输零点实现相位均衡,另外两个CQ结构通过产生两对虚轴上的传输零点实现滤波器的高频率选择性。滤波器中心频率为1,720MHz,带宽为10MHz,通带外陡峭度为40d B/MHz,通带内回波损耗为23d B,且在60%的通带内具有平坦的群时延响应。在Mg O衬底上采用DBCO高温超导薄膜制作十阶超导滤波器,并在77K温度下进行测试,最终得到了良好的带外抑制性能和平坦的群时延特性。测试结果与仿真结果基本一致,说明所提出的设计方法是有效的。     

一种高选择性的可调0.83~2.15 GHz带通滤波器

设计了一种宽频率调节范围的高选择性可调带通滤波器。宽调节范围由一对简单的加载变容管的平行耦合线谐振器设计实现。由于谐振器之间存在电磁混合耦合以及通过加载变容管引入的源与负载频变耦合,该滤波器最终引入了三个自适应性传输零点。而且,三个传输零点在整个调节范围内能够保持相同的相对位置,因此,设计的滤波器实现了在整个宽频率调节范围内的高选择性和良好的带外抑制。同时,在中心频率调节的过程中,通过选择合适的耦合系数,该滤波器可以实现恒定的相对带宽。最终设计出的可调滤波器的调节范围为0.83~2.15 GHz, 可调范围可达88.6%,并保持9%±0.3%的相对带宽不变。测试结果表明该滤波器具备了高选择性和良好的带外抑制能力。     

基于一维金属开口谐振环的可调带通滤波器

利用等效LC谐振电路,分析了开口环的谐振频率与等效电路电参数之间的关系.区别于传统微带传输线及附属开口环结构,本文设计了两种以开口环作为传输媒介的结构.对两种结构仿真和实验测试,实现了带宽分别为300MHz和200MHz的带通滤波器的设计,并在开口谐振环外环一侧加载变容二极管及偏置电路实现通带频率的连续可调.从表面电流密度分别分析了两种结构的传输特性,在通带内,方环的传输系数比圆环高3dB,其中结构之间的等效间距是影响传输效率的一个重要因素.     

Compact superconducting single-and dual-band filter design using multimode stepped-impedance resonator

This study presents two multimode stepped-impedance structures to design single-and dual-band filters. Transmission zeroes are introduced for the single-band filter by using dual-mode stepped-impedance resonators. The single-band filter with high selectivity is centered at 6.02 GHz and has a fractional bandwidth(FBW) of 25.6%. Four stubs(two low frequency and two high frequency ones) are connected to the rectangular patch in the center to construct a quadruplemode resonator. The independent conditions of the center frequencies of the high and low bands of the resonator are analyzed. A dual-band filter, which operates at 1.53 GHz and 2.44 GHz with FWBs of 12.1% and 14.1%, respectively is designed. The single-and dual-band filters are both fabricated with double-sided YBCO films and they can be used in mobile and satellite communications.     

包含源与负载耦合的滤波器诊断与调试方法

柯西法目前仅适用于诊断不包含源与负载耦合的带通滤波器。为解决这一问题,提出了一种能够诊断包含源与负载耦合的带通、带阻谐振腔滤波器的方法。利用遗传算法优化获得源与负载耦合系数并移除滤波器输入/输出端口处传输线引起的S参数的相位加载效应;使用柯西法一步确定仿真S参数对应的特征多项式;从获得的源与负载耦合系数和特征多项式中,利用已有的技术诊断出N+2阶耦合矩阵。此方法可用于指导滤波器的调试,通过对比理想的耦合矩阵与提取的耦合矩阵之间的差异,可确定滤波器问题出自何处以及调试的方向,从而加快滤波器的设计与实现。     

Self-coupled dual-mode ring resonator with turning transmission zeros in microwave bandpass filter for planar metamaterial: analysis and design

An H-shape dual-mode closed resonator with self-coupled segments is reported. The self-coupling between ring segments renders an equivalent mode perturbation effect as the normal ways of adding stub, cutting notch, or varying line impedance to the ring resonator. The mode perturbation and transmission-zero generation from the self-coupling effect and step-impedance were analyzed using the even–odd mode theory. By regulating the impedance ratio and coupling coefficients of self-coupled sections, the self-coupled ring resonator can produce either the capacitive or inductive perturbation. The input and output positions affect the number and locations of transmission zero. The positions of input and output ports are properly selected. In the capacitive perturbation case, when the two transmission zeros are located on both sides of the passband, and bring about a pseudo-elliptic bandpass response. The analysis of finding optimized taping positions of input and output ports is proposed. Comparing to the regular uniform ring resonator, the H-shaped self-coupled ring resonator has shorter ring length, is easily to be folded and does not destroy the dual-mode characteristics. The feature of compact size is favorable in the design of a bandpass filter. A 2.45-GHz bandpass filter based on the H-shaped self-coupled ring resonator was performed to verify the proposed theory. A schematic bandpass filter was implemented with a compact size which is only 20% of the conventional dual-mode bandpass filter.     

Predistortion techniques for synthesizing coupled microring filters with loss

A general method based on the predistortion technique is presented for determining the optimum coupling parameters of multiple-coupled microring filters in the presence of known uniform resonator loss. The technique involves predistorting the filter transfer function by shifting its poles and zeros to compensate for loss in the microring resonators due to material absorption, surface roughness scattering, coupling loss and bending loss. It is shown that by sacrificing some in-band insertion loss, both the amplitude and group delay responses of the filter can be recovered when loss is present. Application of the method to synthesizing lossy microring filters in both the digital z-domain and analog s-domain will be presented. The proposed technique is general in that it can be applied to both amplitude and phase filters constructed of coupled microresonators in the most general two-dimensional coupling topology.     

New dual-mode square patch bandpass filter using CSRR slot-type perturbation

A compact dual-mode microstrip bandpass filter using square-patch resonator and a new perturbation element is designed in this letter. This new slot-type element is composed by a complement split-ring resonator (CSRR) with two pairs of etching slots. The nature of coupling between the degenerate modes is investigated with respect to the perturbation size. By proper arranging the orientations of the CSRRs, new coupling characteristics can be obtained. The proposed dual mode bandpass filters are designed, and simulated. The simulation and measure results of proposed bandpass filter are reasonable.     

准椭圆函数高温超导滤波器的设计

本文结合近年来高温超导滤波器的研究成果,探索基于准椭圆函数的高温超导滤波器的研究过程,用全波分析的滤波器设计方法,对谐振器间的耦合和滤波器的结构进行研究,对几种基于准椭圆函数的滤波器设计进行仿真并对其结果进行讨论分析.