带抽头的微带交指滤波器初始设计流程

带抽头的微带交指滤波器初始设计方法繁多,但设计不够全面、简洁,同时精度不高,因此给出了一套详细、简洁的初始设计流程。设计步骤为:指标“规范化”,确定低通原型滤波器,求解滤波器阶数,求解归一化电导值,设计抽头的线长和线宽,设计谐振器的线宽,设计非输入输出谐振器的线长,设计相邻谐振器间距,设计输入输出谐振器的线长和抽头的位置,交指滤波器整体建模仿真。最后以Ka波段滤波器为案例进行初始设计,初始设计结果显示中心频率在30.19 GHz附近,通带比29.40~31.00 GHz略大,通带内最大插入损耗为4.22 dB,最小回波损耗为9.32 dB,27.00 GHz和33.40 GHz的带外抑制大于30.00 dB,已经基本满足设计指标,后续只需要稍加优化就能完全满足设计指标,验证了此套设计流程的可行性及其较高的精度。     

一种免调谐窄带高温超导滤波器

研制了一种适用于超导子系统接收机前端的免调谐窄带高温超导滤波器.其中心频率为2287 MHz,带宽为8 MHz.该高温超导滤波器采用了10阶准椭圆(quasi-elliptic)函数型结构,并引入了2对改善带边陡度的传输零点.滤波器的计算机仿真是用Sonnet软件完成的.为了达到免调谐的目的,选用了一种结构简单的双折线型谐振器.此滤波器是在直径为2英寸、厚度约为0.5mm MgO衬底的双面超导薄膜上制作的.测量结果表明,该滤波器在未经调谐的情况下具有很好的性能:相对带宽0.35%,带外抑制>80 dB,插入损耗<0.2 dB,反射损耗<-15.5dB(通带7MHz范围之内).     

高温超导滤波器频带偏移研究——以L波段滤波器为例

基于阶跃阻抗谐振器(SIR)设计了一款工作于L波段的十四阶高温超导带通滤波器,借助交叉耦合结构在通带两侧引入两对传输零点以提高带边陡度,使得滤波器的60 dB/3 dB矩形度优于1.25。滤波器制备在双面涂覆YBCO薄膜、厚度为0.500 mm的MgO基片上。70 K温度下的测试结果表明：其带外抑制优于80 dB,插入损耗优于0.31 dB,反射损耗优于14.8 dB,通带范围为1.235～1.271 GHz。与设计指标1.250～1.286 GHz相比,通带范围往低频端整体偏移15 MHz。梳理滤波器的研制流程,经分析后认为频带偏移主要源于光刻、刻蚀中线条变窄效应和超导薄膜在超导状态下的动态电感效应。     

基于谐频交错的级联式超宽阻带超导滤波器

利用微带谐振器不同折叠方式引起电磁场分布差异从而产生交错谐频的效应,提出一种基于交错谐频的级联式超导带通滤波器设计方法,可以极大地拓宽滤波器的阻带范围。在YBCO/MgO高温超导基片上设计制作了中心频率为200MHz、相对带宽为0.25%的级联式超导滤波器。测试结果表明,该滤波器基频通带与9.1f_0处寄生通带之间的抑制度大于56d B,验证了该设计方法的有效性。     

深空探测用X波段高带外抑制超导滤波器的研制

为满足深空探测系统的工程应用需求,开展了X波段高带外抑制超导滤波器的研制,采用了谐振器耦合技术设计了滤波器版图。设计指标要求在8 GHz-9 Ghz范围内实现插入损耗小于0.2 dB,带外频率为7.3 GHz处抑制不小于70 dB,通过理论计算和模拟仿真,制作的滤波器样品测试结果与仿真结果吻合,验证了设计方法的正确性。     

采用四分之一波长谐振器的P波段高温超导滤波器研制

本文采用四分之一波长螺旋型谐振器设计并制作了6节P波段高温超导滤波器.谐振器一端开路,另一端与接地块连接实现短路.接地块与封装盒的盒壁之间通过点焊硅铝丝进行连接.通过电磁场仿真分析了硅铝丝的数量对滤波器性能的影响.滤波器未经调谐的测试结果与仿真结果符合得很好,其通带内最小插损仅为0.07dB,反射损耗优于17.9dB,且第一个寄生通带位于基频中心频率的三倍处.表明通过硅铝丝点焊实现接地的方法对滤波器性能的影响很小,且采用四分之一波长谐振器可以有效抑制二倍频.     

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。     

体声波双工器中滤波器的参数化设计方法

Tx与Rx滤波器,作为体声波(BAW)双工器的关键部件,其中各薄膜体声波谐振器(FBAR)单元的谐振区面积会影响滤波器的插入损耗和带外抑制这两个重要指标。由于这两个指标是相互制约的,在设计时往往需要折衷考虑,这使得各FBAR单元的谐振区面积设计成为BAW双工器设计的难点之一。为了解决这一问题,提出了一种Tx与Rx滤波器的参数化设计方法。在ADS软件中以FBAR的Mason模型为基础构建了梯形拓扑结构的滤波器电路模型。设置其中各串联FBAR的谐振区面积值以及串并联FBAR的谐振区面积比值为两类优化参数。以给定的滤波器插入损耗与带外抑制为优化目标,使用ADS软件中基于梯度的优化算法得到各参数的优化值。根据优化结果可以简单地计算得到滤波器中各FBAR单元的谐振区面积。以一个工作在LTE band 7的BAW双工器为设计案例展示了该方法的应用流程。设计结果的仿真验证表明:Tx滤波器的插损小于2dB、在Rx滤波器通带内的抑制大于40dB;Rx滤波器的插损小于1.9dB、在Tx滤波器通带内的抑制大于40dB;满足BAW双工器中Tx与Rx滤波器的性能指标。由此验证了该方法的可行性和易用性。     

基于三环辅助Mach-Zehnder干涉仪的带宽可调滤波器设计（英文）

设计了一种基于绝缘体上硅的具有大带宽调谐能力的紧凑型可重构光滤波器。该装置由三个微环辅助马赫-曾德尔干涉仪构成,利用硅的热光效应可以控制微环谐振器的相位,进而同时调节滤波器的带宽和中心波长。用时域有限差分法对器件的性能进行了仿真,仿真结果表明,带宽的调谐范围为1.4～10.6 nm,占自由光谱范围的11.5%～85%;阻带消光比大于20 dB,通带损耗为0.4～0.7 dB,器件尺寸为40μm×60μm。     

基于新型自耦合非对称阶梯阻抗谐振器的小型化三通带平衡滤波器

针对平衡滤波器的高集成度和高选择性的应用需求,基于一种新型自耦合非对称阶梯阻抗谐振器提出了一种具有高选择性的小型化三通带平衡滤波器。首先通过该平衡滤波器的差模和共模等效电路详细分析了其谐振器结构的谐振特性,并利用差模等效电路下的前三个谐振模式来分别实现三个通带。另外通过在电路对称面上加载电容和电阻元件来提高对共模噪声的抑制,且不影响差模频率响应特性。基于提出的多模平衡滤波器结构和设计方法,设计了一个通带频率为2.75/4.46/6.21 GHz的三通带平衡滤波器,并对其进行了加工和测试,结果表明,该结构可以实现紧凑的体积和高选择特性,并且具有很好的共模抑制特性。     

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)。     

具有二次谐波抑制的小型高温超导滤波器设计

采用全波电磁仿真分析方法,设计制作了8阶高温超导带通滤波器。通过在半波长发夹型谐振器的基础上引入分形及插指结构,使得滤波器整体体积较小,同时可有效解决滤波器二倍频处寄生通带问题。最终滤波器的版图大小为22mm×11mm,达到了滤波器小型化的目的。在77K温度下,测得未经调谐的滤波器中心频率为2451.6MHz,通带宽度为108MHz,通带内插入损耗小于0.28dB,回波损耗优于11.74dB,带外抑制大于45dB,二次谐波寄生通带被抑制到三倍频之外。     

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.     

CDMA移动通信用高温超导滤波器的研制

本文提出了一种新型H型环带谐振器,具有结构紧凑,尺寸小,Q值高,非相邻耦合弱等优点.该谐振器在一侧设置了一个开口,改变开口位置,可以在较大范围内改变谐振器谐振频率,并且能够改变基频和二倍谐频之间的频率间隔.对于直连型馈线引入方式,H型环带谐振器容易实现外部Q值的匹配,同时对输入/输出端谐振器的谐振频率影响很小.本文还基于H型环带谐振器,采用2英寸双面YBCO高温超导薄膜设计并制作了用于CDMA移动通信系统的12节高温超导滤波器.该滤波器的中心频率为832MHz,相对带宽为1.6%.在70K温度下的测试结果显示滤波器的带内插入损耗低于0.28dB,反射损耗优于-15.5dB,带外抑制约为75dB,通带低频端带边陡峭度超过30dB/MHz,高频端带边陡峭度超过20dB/MHz.     

基于交指滤波器的高隔离度宽带双工器设计

针对用于无线通信系统中的高隔离度宽带双工器, 首先将双工器指标拆分为留有一定余量的Tx, Rx滤波器指标, 然后使用微带交指结构和基于耦合系数与外部品质因数的改进方法, 设计出满足指标的宽带Tx, Rx滤波器, 最后使用两种T型结和滤波器组合的结构对双工器进一步设计, 并对这两种结构的微带双工器进行了仿真分析。仿真结果显示, 并行连接的双工器结构紧凑, 但隔离度较差; 串行连接的双工器通带内最小回波损耗为14.16dB, 最大插入损耗为1.01dB, 通带间最小隔离度为53.46dB, 双工器尺寸为8.089 9mm×2.059 1mm×0.302mm, 完全满足指标要求, 并且具有相对带宽大、隔离度高、插入损耗低的优点, 为设计高性能双工器提供了可行性。     

铁电薄膜可调带通滤波器

铁电薄膜的介电常数随外加电场强度的增加而减小.依据铁电薄膜的这一特性,提出了一种新颖的基于共面传输线结构的铁电薄膜可调带通滤波器.为了减小传输损耗,滤波器的导体部分由超导薄膜构成.滤波器的输入输出采用抽头线的方式分别与谐振器相接,外加电压通过输入输出端口直接施加到共面谐振器缝隙处的铁电薄膜上,用以改变铁电薄膜的介电常数,从而改变谐振器的谐振频率,实现带通滤波器通带频率的移动.这种新型可调带通滤波器具有结构紧凑、尺寸小及施加外加偏压容易等优点.仿真结果表明:铁电薄膜的介电常数在外加偏压下从250减小到150时,带通滤波器的传输特性曲线的形状基本保持不变,通带的中心频率从10.283GHz增加到10.518GHz,其3dB带宽保持在0.150GHz左右,反射损耗始终小于-17dB.     

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。     

基于双螺旋谐振器的UHF（超高频）低频段窄带高温超导滤波器设计

由于弱耦合要求和基片尺寸限制,相对带宽小于0.5%的UHF低频段(～500 MHz)窄带高温超导滤波器一直是滤波器设计制作中的难点.本文应用双螺旋弱耦合谐振器设计制作了中心频率为500 MHz,相对带宽为0.4%的窄带高温超导滤波器.通过采用80 m微带线宽工艺,六节滤波器尺寸仅为28ram 8mm.测量结果表明,未经调谐,通带内最小和最大插损分别为0.12 dB、0.46 dB,反射损耗小于-13.9 dB;带边陡峭度为34 dB/MHz,带外抑制为70dB.设计及测试结果表明,双螺旋谐振器比较适用于低频窄带滤波器的设计.     

VHF波段变容管调谐式超导陷波器

设计制作了一款VHF波段变容管调谐式超导陷波器,该陷波器采用一种结构紧凑的电容加载的矩形回路谐振器,谐振器与主线之间的耦合形式为混合耦合。通过调节加载在谐振器上变容二极管的反偏电压,实现带阻滤波器中心频率可调。测试表明,陷波器中心频率可调范围为251~360MHz,陷波器中心频点抑制40dB,3dB带宽9dB,插入损耗0.5dB。     

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。