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。     

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。     

一种改进的微波滤波器调试方法

传统滤波器诊断调试方法通过提取滤波器等效电路参数与理想参数对比来决定调试方向,并未考虑调谐元件之间的相互耦合关系且未考虑调试幅度的大小,因而调试效率低下。为解决这一问题,提出一种基于遗传算法与渐进空间映射算法相结合的计算机辅助调试方法。利用遗传算法优化得到滤波器输入输出端的相移长度,去除相移后利用柯西法对滤波器进行参数提取,通过渐进空间映射算法确定滤波器调谐元件的调试方向与幅度,从而使微波滤波器快速达标。采用该方法对四阶交叉耦合滤波器进行调试,仅通过4次迭代即可使滤波器达标,验证了该提出方法的有效性与准确性。     

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.     

一种新型宽带可调谐光滤波器的设计

提出了一种由嵌入式环谐振腔和Mach-Zehnder(M-Z)干涉仪组成的新颖带通滤波器,嵌套环是在环谐振腔的基础上,引入一个类似双线耦合环谐振器的外谐振环。依据耦合模理论推导出滤波器传递函数,并分析了环的光学长度、耦合系数和内外环长度比对其影响。模拟结果证明,通过改变结构参数,滤波器的中心波长和带宽可调,中心波长在1520nm~1600nm波段任意可调,带宽调整范围可达0.2nm~102nm。且保持输出波形有较高的平坦度和较低的旁瓣,可满足通信系统宽带及超窄带带通滤波器的设计要求。     

基于H型谐振器的L波段宽带高温超导滤波器设计

宽带的高节数高温超导滤波器一直是滤波器设计和制作的难点.主要原因是强耦合的设计要求使得谐振器间距过小,制作精度难以达到.本文使用H型强耦合谐振器设计和制作了中心频率1335 MHz、相对带宽28%的14节高陡峭度超导滤波器.H型谐振器具有耦合系数高和结构紧凑、对称的性质.高的耦合系数使得H型谐振器适合用于宽带滤波器的设计;紧凑、对称的结构使得高节数的高性能宽带滤波器的实现成为可能.高温超导滤波器在无调谐情况下测试结果为S21<0.33 dB,S11<-11.3 dB,带外抑制超过70dB,矩形系数达到1.3,测试结果与设计结果符合得很好.     

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。     

带通滤波器对能见度测量不确定度的影响

在能见度测量中,为了抑制环境光变化对测量不确定度的影响,在光发射端对探测光束进行调制,在接收端对探测到的光电信号进行带通滤波。带通滤波器的特性参数受到工作环境温度变化的影响,导致频响函数变化,从而引入能见度测量的不确定度。以二阶有源带通滤波器为例,从传输函数入手分析了带通滤波器频响幅度随温度变化的规律,实验测定了频响幅度随温度变化的关系。结果表明:在高能见度天气状况下,在15 ℃~40 ℃温度范围内,环境温度每变化1 ℃,带通滤波器将贡献约4.5%的不确定度;低能见度时,带通滤波器的影响比高能见度时小得多。     

直线型端口类盒型拓扑结构微带滤波器设计

针对微波带通滤波器小型化、高性能的应用需求,研究了基于双模方形环谐振器的直线型端口的两阶带通滤波器响应特性,进一步提出使用单模谐振器和双模谐振器相结合设计直线型端口的高阶微带带通滤波器。提出的直线型端口双模方形环微带滤波器具有类盒型拓扑结构,能够实现灵活的频率响应特性,而且传输零点的位置可调,能够满足不同的应用需求。由于存在寄生的对角交叉耦合路径,提出的类盒型拓扑结构微带滤波器可以实现一个额外的传输零点。为了验证结构和设计方法的可行性,设计了两款中心频率为5.2 GHz的三阶和五阶带通滤波器,最后进行加工和测试。耦合矩阵响应、仿真和测试结果一致性较好,表明了该结构实现高性能滤波器的可行性。     

不等长相移效应滤波器的快速调试方法北大核心CSCD

提出一种基于渐进空间映射算法(ASM)与遗传算法(GA)相结合的I/O端口不等长相移效应的滤波器快速调试方法。渐进空间映射算法能够准确预测精细模型的调试方向与幅度,遗传算法能够准确快速得到I/O端口的相移效应,并且通过柯西法提取粗糙模型。基于有限元的全波电磁仿真软件HFSS,建立精细模型,粗糙模型参数即等效电路参数,则由去除I/O端口处相移效应后的S参数获得。利用该方法对六阶交叉耦合滤波器进行调试,经过几步迭代即可使滤波器满足所要求的响应指标,验证了该调试方法的正确性和有效性。     

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.     

一种双反射壁型二维光子晶体窄带滤波器

提出了一种基于双反射壁型结构的光子晶体窄带滤波器, 该滤波器由一个单模谐振腔和两个反射壁构成. 通过调节谐振腔与反射壁之间的距离可以改变滤波谱线的带宽. 利用时域有限差分法进行仿真分析, 结果表明, 该滤波器的工作频率在193.40 THz附近, 带宽小于5.9 GHz, 峰值透射率高达94%, 工作区域长度仅有9 μm. 该器件可应用于密集波分复用系统.     

Transmission characteristics of photonic crystal waveguides with stubs and their application to optical filters

We study the transmission characteristics of a photonic crystal waveguide with a single stub of a finite length and propose a double-stub waveguide structure for its application to optical filters. The proposed device operates as a Fabry-Perot interferometer and can be used as a broad bandstop filter and a narrow bandpass filter. These filters are inherently compact and their center frequency is given by the resonant frequency of the stub.     

60-GHz Band Dual-Mode Microstrip Ring Resonator Bandpass Filter Using Micromachining Technology

A new compact millimeter-wave dual-mode ring resonator bandpass filter is proposed. This filter has a 15% bandwidth at 58 GHz with 3.4 dB insertion loss. Input/output lines and ring resonator are directly connected to obtain tight coupling, and an open-end stub is inserted for dual-mode operation. This filter is fabricated on a GaAs wafer by using MEMS technology and can be applied for the millimeter- wave SoC.     

Switchable and tunable triple-channel bandpass filter

A triple-channel bandpass filter with switchable and tunable functions is proposed, which is based on a triple-mode cross resonator. The varactors and switching diodes are loaded at the end of the resonator. Because of the use of switches, resonators have four working states: conventional single-mode, two dual-modes, and one triple-mode. The varactor makes the channel independently adjustable. Finally, a triple-channel bandpass filter with switchable and tunable functions is designed by using two identical triple-mode resonator coupling structures. To solve the problem of whether each channel in the multi-channel filter is independently adjustable, this paper gives a simple and rigorous judgment method, namely rank criterion, which is a necessary and sufficient condition for each channel to be independently adjustable. The method of designing an element variable coupling matrix (EVCM) is adopted, which can not only obtain the desired frequency response through adjustable elements but also help to select resonators and coupling modes in the actual circuit design. The final circuit size of the designed filter is 0.29 λg×0.26 λg. The measured results are in good agreement with the simulation results.     

集成串联环型谐振光滤波器特性的数值分析

将串联结构的环型谐振滤波器类比为四端口网络,利用传输矩阵法推导出通路和下话路传输函数的通用公式。对表征串联双环谐振滤波器响应的特性参量:幅度平坦性、通带带宽、相位群时延进行了数值计算和优化设计。结果表明:尽管损耗将引起滤波响应幅度的轻微降低,但在目前改善了的制作工艺下,损耗对器件的影响可以忽略;滤波器的传输特性主要由环与环间耦合系数决定,通过优化使其从中间到两侧对称增加,可以在实现滤波响应最大平坦性的同时,改善通带带宽和过渡带的滚降特性。与单环结构相比,不仅幅度特性得到了明显的改善,而且消除了二阶群时延色散效应。