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.     

含有光纤光栅的萨尼亚克环的透射特性分析

详细分析了由光纤光栅和萨尼亚克（Sagnac)环构成的透射滤波器的特性,给出了在均匀光纤光栅的情况下,该滤波器透过率的解析公式,结果表明该滤波器的透射光谱是余弦函数调制后的光纤光栅反射光谱,当光纤光栅是“强”耦合时,该滤波器可以构成多通带滤波器,而当纤光栅为“弱”耦合时,该滤波器可以构成单通带滤波器,这些滤波器可应用于现代光纤通信系统中。     

小型化开关滤波器组件技术研究

简述了开关滤波器组件在雷达接收机中的应用及研制开关滤波器组件的意义,分析了开关滤波器组件的技术方案,以及对开关滤波器组件所用滤波器的仿真,给出了P波段小型化开关滤波器的组件实例。     

一种带有陷波单元的高温超导滤波器设计

提出了一种带有陷波单元的新型高温超导滤波器设计结构,在输入、输出馈线附近设置陷波单元对特定频率产生陷波作用,在滤波器的传输特性上成传输零点,提高了滤波器设计的灵活性,基于这种新型结构设计了高边缘陡峭度滤波器和邻频双通带滤波器.     

太赫兹波导滤波器的分析与设计

分析了不同宽边情况下对滤波器加工精度的影响,分析结果表明对于不同频段的滤波器,需要选择合适的谐振腔的宽边才能达到较好的性能,同时分析了不同谐振模式的滤波器对加工精度的影响,分析表明,对于太赫兹频段滤波器,选用TE101谐振模式时存在腔体长度会比波导的宽边小很多的情况,而选用高阶谐振模式不但可以提高滤波器的品质因数Q值,减少损耗,同时也能在一定程度上降低滤波器对加工精度的要求。最后以0.34 THz 4阶带通滤波器为例验证此方法的正确性,测试表明该滤波器最低损耗为-0.73 dB,在0.335~0.349 THz范围内损耗在-2 dB以内。     

适用于雷达系统的高温超导窄带滤波器

对雷达系统,通过在接收前端安置高Q、窄带、高带外抑制的滤波器,可以有效减少信号间的干扰,由此可见高性能的滤波器对于雷达系统来说,具有重要作用.与常规滤波器相比,高温超导滤波器具有带边陡峭、插入损耗小、带外抑制高、可以设计极窄带等特点.在本文中,我们设计加工了一种高性能的12阶切比雪夫(Chebyshev)高温超导带通滤波器,其中心频率为1341兆赫兹、带宽为5.035兆赫兹,可用于雷达系统.在滤波器设计中,我们用Sonnet软件对滤波器进行了仿真计算.最后滤波器在以氧化镁为衬底的双面超导薄膜上制作,衬底直径为2英寸、厚度为0.5毫米.测试结果表明,该滤波器符合设计要求,具有很好的选择性和带外抑制.     

强激光束在柱面镜空间滤波器中的传输特性

为了解决空间滤波器滤波针孔堵孔问题,提出了一种新型柱面镜空间滤波器,新型柱面镜空间滤波器由柱面镜和狭缝构成。利用线性传输理论,对高功率激光束在新型柱面镜空间滤波器中的传输特性进行了数值模拟。结果表明:新型柱面镜空间滤波器的焦斑面积比传统滤波器大,而焦斑功率密度较小;新型柱面镜空间滤波器的滤波效果与传统滤波器相同,近场均匀性也相同。因此新型柱面镜空间滤波器能够抑制空间滤波器堵孔效应,可以缩短空间滤波器系统透镜焦距,从而提高功率装置的整体性价比。由此,采用新型柱面镜空间滤波器替换传统球面镜空间滤波器具有可行性。     

小型化大功率腔体滤波器技术研究

该文简述了小型化大功率腔体滤波器在雷达接收机中的应用及研制小型化大功率腔体滤波器的意义,分析了小型化大功率腔体滤波器的技术方案,以及对小型化大功率腔体滤波器所用滤波器的仿真,给出了S波段小型化大功率腔体滤波器的实例。     

基于准椭圆函数的高温超导滤波器设计

本文结合近年来在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带通滤波器的研究过程.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带通滤波器的设计进行仿真并对其结果进行讨论分析.     

一种级联马赫-曾德尔滤波器设计的新方法

级联马赫—曾德尔干涉仪滤波器可实现平顶化的滤波器频谱响应,但是利用传统的传输矩阵法。并不能方便地得到级联马赫—曾德尔干涉仪滤波器中各耦合器的耦合系数。将级联马赫—曾德尔干涉仪滤波器与数字信号处理中的有限脉冲响应滤波器进行了类比,并将数字滤波器的设计方法引入到级联马赫—曾德尔干涉仪滤波器的设计中,将滤波器的传输函数表示成为各耦合器耦合系数的显式函数,同时利用遗传算法,计算了对于给定的滤波器频谱响应,级联马赫—曾德尔干涉仪光滤波器中各耦合器的耦合系数。通过实例证明了利用数字滤波器的设计方法及遗传算法设计级联马赫—曾德尔干涉仪光滤波器,不仅可以得到理想的结果,而且可以提高光滤波器的设计效率。     

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.     

根据时分复用机制优化多路FIR滤波器实现结构

针对多路有限长单脉冲响应(Finite Impulse Response,FIR)滤波器实现结构的资源需求量有待降低的问题,本文根据多路采样数据的时分多路复用传输机制,通过使多路采样数据复用同一单路FIR滤波器,对多路FIR滤波器的FPGA实现结构进行优化。分析证明,该优化实现结构由不同类型的单路FIR滤波器实现结构构成时,与典型多路FIR滤波器实现结构相比,其寄存器需求量大幅降低,同时可以保证乘法器和加法器需求量大幅降低或大致相同。     

A high-temperature superconducting filter with controllable transmission zero

This paper presents a novel microstrip feedline structure to introduce an extra and controllable transmission zero(TZ)with high rejection for a narrowband filter. This structure loads a reconfigurable capacitor at the end of the input feedline without changing the main structure of the filter. The capacitor is recognized by a 2-bit inter-digital capacitor array. The asymmetrical microstrip feedline structure is suitable for multiple-pole filter designs. A low-loss six-pole high-temperature superconducting bandpass filter with a reconfigurable TZ is designed and fabricated. The center frequency of the filter is 5.22 GHz with TZ at the lower stopband. The TZ can be tuned among four different states. The out-of-band rejection at the TZ frequency is higher than 90 d B, and the insertion loss is lower than 0.92 d B. The measured results are consistent with the simulations.     

一维光子晶体在热光伏技术中的应用

将光子晶体的禁带特性应用于热光伏技术的光谱选择控制.针对锑化镓(GaSb)热光伏电池,采用硅(Si)和二氧化硅(SiO2)优化设计了一维光子晶体滤光器.研究了这种滤光器的光谱特性,分析了滤光器的介质层厚度偏差、周期以及热辐射能量入射角度对滤光器光谱特性的影响,研究了高温辐射体不同温度时这种滤光器的光谱效率.     

高温超导窄带广义切比雪夫函数滤波器

提出了一种用于高温超导滤波器制作的新结构——窄带广义切比雪夫函数高、低通滤波器级联方式．该方式利用高温超导低插损特性，可以有效地降低极陡峭广义切比雪夫函数低通、高通滤波器的带边频滚降．依靠高、低通滤波器级联方式构建新形式的窄带极陡峭低插损高温超导滤波器．并与已有高温超导滤波器进行了比较分析．     

基于科赫曲线分形结构太赫兹带通滤波器

太赫兹滤波器是太赫兹通信、太赫兹成像和太赫兹检测等太赫兹应用系统中不可或缺的功能器件。按照不同的分类方式,滤波器有不同的种类,常见的按照选频功能可分为高通滤波器、低通滤波器、带阻滤波器和带通滤波器。为了实现在太赫兹波段的滤波效果,世界各地的研究人员利用不同的结构、材料和控制方式实现了功能各异的太赫兹滤波器,但是考虑到设计的器件要应用到太赫兹系统中,成本低廉、结构简单、性能优越的太赫兹滤波器一直是研究人员的追求。分形概念自提出以来在很多研究领域都有了快速发展,但是在太赫兹波段的应用还不是很常见,特别是应用于太赫兹功能器件的设计。引入分形中科赫曲线的概念设计并制备了一种新型的太赫兹带通滤波器,该滤波器是在金属薄膜上刻蚀出科赫曲线分形结构,当太赫兹波垂直入射到该滤波器时候实现了在太赫兹波段的窄带滤波。在滤波器的设计过程中,追求理论与实验相结合,首先在电磁仿真软件中建立科赫曲线分形结构滤波器模型进行计算,探究分形结构应用于太赫兹波段进行滤波的可行性,在进行多次计算之后得到优化后的尺寸和结构,然后根据优化后的尺寸加工出科赫曲线分形结构太赫兹滤波器样品,并且将样品放在太赫兹时域光谱系统中进行实验测量,得到实验数据后与仿真结果进行比较。在仿真中利用了时域有限差分法模拟科赫曲线分形结构太赫兹带通滤波器的传输特性,优化后的仿真结果表明:滤波器的谐振频率为0.715 THz,透射系数能够达到0.92,-3 dB带宽为21.9 GHz,将仿真得到的散射参数进行S参数反演得到了太赫兹滤波器样品的电磁参数,这在理论上分析了太赫兹波在谐振点处产生透射增强的原因。利用飞秒激光微加工系统制备了尺寸优化后的科赫曲线分形结构太赫兹带通滤波器样品,然后使用太赫兹时域光谱系统对样品的传输特性进行测试,对实验得到的时域数据进行快速傅里叶变换之后得到频域数据,再把频域数据进行归一化处理后与之前的电磁仿真结果进行对比,发现实验测得的结果与电磁软件仿真得到的结果较为吻合。     

Adaptive feedforward control of a rectangular panel using a wave filter constructed with point sensors

This paper presents the wave filtering method for a rectangular panel, which is necessary for a feedforward wave control system, and clarifies its validity in the control system. Firstly, a wave solution of a rectangular panel is derived to describe the wave dynamics of the structure. This is followed by the derivation of the wave filtering equations that indicates the structure of the filter. It is found that the proposed wave filter consists of a modal filter, a rearrangement filter and a wave decomposition filter. Then, from the viewpoint of numerical simulations, the characteristics of the wave propagation in a rectangular panel as well as the accuracy of the wave fitter are verified. For the evaluation of the filter accuracy, the condition number is used as a performance index. Finally, an experiment on the adaptive feedforward control system using the wave filter is carried out, demonstrating that the reflected wave absorbing control enables the inactivation of vibration modes.     

中红外带通滤光片的设计与制备

中红外带通滤光片在航天、气象、遥感等领域有着重要的应用,峰值透过率和通带半宽度是带通滤光片的重要指标,主要取决于光学薄膜的膜系结构和具体设计。论述了一种在锗基底上采用锗和硫化锌两种材料设计并成功制备出中红外带通滤光片的方法。详细介绍了镀膜材料的选择以及这种方法的设计理论,给出了膜系结构,运用离子辅助沉积工艺在ZZSX-1100镀膜机上制备出了这种滤光片,测试结果表明:所制备的滤光片峰值透过率达到87%以上,通带半宽度为70 nm,光谱性能稳定,膜层致密,附着力好,膜系结构简单,易于实现。     

Design of a widely tunable laser with a chirped ladder filter

We theoretically investigated a digitally tunable laser with a chirped ladder filter and a ring resonator to obtain a wide wavelength tuning range covering the whole C- or L- band. The clear relation between the tuning range and laser structure, especially the ladder filter, is described analytically. The introduction of a chirped structure into a ladder filter is effective in achieving both wide tunability and a stable lasing mode. A numerical simulation based on multimode rate equations shows that a tuning range of over 40 nm and a mode suppression ratio over 40 dB can be achieved by introducing a chirped ladder filter.     

Fluid simulation and X-ray CT images for soot deposition in a diesel filter

Recently, stricter diesel particulate emission standards have been set in many countries. As for the after-treatment of exhaust gas, a diesel filter has been developed to trap diesel particles inside small-scale porous structure. Since measurement of flow in the filter is impossible, the phenomena of particle deposition in the filter are not well understood. In this study, we conducted Lattice Boltzmann simulation on flow in the newly developed diesel filter. The soot deposition was included to consider the particle trap in the filter. The inner structure of the diesel filter as well as trapped soot region was scanned by an X-ray CT technique. Results show that the flow pattern is largely changed when the soot is attached to the filter surface. By comparing simulation results with CT images, soot accumulation region is well predicted. It is found that the amount of trapped soot is proportional to the filter back-pressure even when soot deposition probability is changed.