太赫兹mesh带通滤波器的设计与仿真

基于太赫兹波的大气吸收窗口,设计了一款四级级联的太赫兹mesh带通滤波器。此滤波器的中心频率为0.25 THz,在3 dB处带宽为0.1 THz,在通带内的插入损耗为1.5 dB,纹波系数小于0.5 dB,在室温下通带内的透过率能达80%以上,且此滤波器的中心工作频率和带宽可以通过缩放mesh槽孔的尺寸来调节。利用电磁仿真软件HFSS,结合周期边界条件及理想匹配层吸收边界条件模拟了太赫兹mesh带通滤波器的mesh排列方式、介质衬底及不同入射角度的入射波、不同极化方式等因素对滤波器透过率、插入损耗的影响。     

数字型太赫兹带通滤波器的逆向设计及优化

针对高性能太赫兹功能器件的规范化设计需求,本文将智能逆向设计方法应用于太赫兹带通滤波器的设计与优化中.建立与数字空间映射的亚波长超表面等效模型,从设定器件的目标功能和约束条件出发,利用智能算法探索整个解空间中的全部可能结构,迭代寻优至最优结构图案.本文利用搭建的逆向设计框架设计了中心频率为0.51 THz、带宽为41.5 GHz、插入损耗为–0.1071 dB的太赫兹带通滤波器.与传统的人工正向设计相比,逆向设计方法可解构出窄带、低插入损耗、带外抑制强、极化稳定性强的带通滤波器.     

基于二氧化钒的可调谐太赫兹宽带带通滤波器

提出了一种基于二氧化钒超材料的可调谐宽带带通滤波器.仿真结果表明:该滤波器在中心频率5.19 THz处的3 dB带宽为1.71 THz,最高传输率能够达到0.77,并且在入射角0°～40°范围内具有稳定的宽带传输性能.运用谐振频率处的表面电流分布和等效电路法,阐述了其实现宽带传输的物理机制.由于二氧化钒独特的相变特性,通过改变二氧化钒的电导率,滤波器的带宽可以从1.71 THz动态调谐至2.31 THz.该滤波器具有结构设计简单、宽通带以及可调谐等特性,有望在宽带太赫兹通信、传感以及其他新兴的太赫兹领域发挥重要的作用.     

激光诱导和化学镀铜制备太赫兹偏振器和滤波器

利用激光诱导与化学镀铜的方法在聚酰亚胺薄膜上制备了太赫兹线栅偏振器和带阻滤波器,用太赫兹时域光谱系统对所制备的器件进行了测试。测试结果表明,该方法制备的太赫兹线栅偏振器在0.2～1.5 THz范围内的消光比优于20 dB,耶路撒冷十字结构带阻滤波器的3个中心频率分别为0.41、1.07、1.47 THz。实验结果与时域有限差分法的仿真结果基本相符。研究表明激光诱导与化学镀铜是一种简单灵活且能有效地制备太赫兹器件的方法。     

一种结构紧凑的高温超导窄带带通滤波器

研制了一种结构紧凑的高温超导窄带滤波器.该滤波器中心频率为,是在以0.5mm厚的LaAO3(εr≈24)为衬底的YBCO超导薄膜上制作的.测试结果显示该滤波器具有比较好的性能,其插入损耗<0.3dB,反射损耗<-16dB,相对带宽<9‰, 带边陡度>9dB/MHz, 中心频率误差<0.05%.滤波器设计中,利用特殊技术成功地改善了过渡带上的零点特性,为今后研制新型的结构紧凑的滤波器开拓了思路.     

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。     

方形半环半槽双频带太赫兹滤波器的设计研究

基于频率选择表面中方形环与槽,设计了单面半环半槽的新型太赫兹滤波器.运用等效电路法对滤波器的频率响应特性进行了理论分析并进行数值仿真.结果表明:该单面互补结构具有双频带阻的滤波特性,中心频率分别为0.4406THz、0.7942THz,透过率分别为0.549%、0.909%,带内抑制佳,最大衰减分别达到38.74dB、38.59dB,在入射角为±30°范围内具有稳定的频率响应特性,通过改变结构参数可以使双阻带中心频率独立可控.与单环或单槽结构相比,该滤波器单面互补结构能够产生更多谐振频带的特点,为多频带传感器,太赫兹通信技术提供了理论基础.     

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.     

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).     

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.     

一种以白宝石为衬底的高选择性高温超导滤波器

研制了一种高选择性的24阶切比雪夫(Chebyshev)型高温超导带通滤波器,其中心频率为1748MHz、带宽为75MHz,适用于GSM移动通讯基站系统.此滤波器是在直径为3英寸、厚度为0.43毫米的铝酸镧双面超导薄膜上制作的.滤波器的计算机仿真是用Sonnet软件完成的.在滤波器设计中,提出了一种结构新颖的谐振器.在77K时,它具有很高的品质因子,约为30000.测试结果表明,该滤波器具有很好的选择性,带边陡度为17dB/MHz,带外抑制优于-90dB.     

UHF波段超宽带高温超导滤波器设计

本文采用1/4波长短截线结构设计了一个超宽带滤波器.为了克服在较低频率下滤波器占用基片面积过大的问题,文中改进了1/4波长短截线滤波器的结构,大大减小了滤波器的体积,并用改进后的结构设计、制作了中心频率为785MHz,相对带宽为87%的15节超宽带高温超导滤波器,在无调谐情况下测试结果为带内S21<0.21dB,S11<-15.6dB,带外抑制超过65dB,矩形系数达到1.3,测试结果与设计结果符合得很好.     

CDMA基站用14阶高温超导滤波器

研制了用于CDMA移动通信基站接收机前端的14阶高温超导带通滤波器。该滤波器的设计带宽为10.9 MHz,中心频率为830MHz;仿真得到的回波损耗约为28 dB,带内波动小于0.008 dB,带外抑制大于90 dB;该滤波器由MgO衬底上的双面DyBa2Cu3O7超导薄膜加工而成。该滤波器在无后期调谐的情况下,72K温度的实测带宽为10.9MHz,回波损耗好于20dB,插入损耗0.001 dB,边带陡峭度高达80dB/16.3MHz,实测的中心频率等指标也与仿真设计结果吻合很好,各项指标均满足应用要求。     

高温超导微带线滤波器的精确设计方法探讨

文中对高温超导微带线滤波器的精确设计方法进行了探讨 ,以 GSM180 0移动通信基站用高温超导带通滤波器为例进行了设计、模拟和优化。滤波器选用平行耦合型发夹式微带线结构 ,中心频率 174 7.5 MHz,通带带宽 75 MHz。模拟结果表明 :该滤波器具有良好的频响特性 ,带内波纹 <0 .1d B,反射损耗 >15 d B,基本符合设计要求     

TD-SCDMA基站用16阶高温超导窄带滤波器

设计并制作了用于TD-SCDMA移动通信基站接收机前端的16阶高温超导窄带带通滤波器。该滤波器的中心频率为2017.5MHz,相对带宽为0.297%,由MgO衬底上的双面DyBa2Cu3O7超导薄膜加工而成。该滤波器77K温度下的实测带宽为5.83MHz,回波损耗好于15dB,边带陡峭度高达80dB/MHz;实测的中心频率等指标与仿真设计结果吻合很好。     

一种800MHz无线通信用高温超导滤波器的研究

本文设计了应用于800MHz无线通信系统基站的8节和14节高温超导滤波器,中心频率在800MHz附近,相对带宽为2.1%,并在以0.51mm厚度的MgO为衬底的双面YBCO薄膜上制作了14节滤波器.测试结果表明,该滤波器具有较好的性能,在60K温度下,其带内插损小于0.3dB,带边陡峭度大于25dB/MHz,带外抑制优于70dB.     

窄带高温超导滤波器的研制

介绍了S波段窄带高温超导滤波器的设计过程,采用仿真建模和拓扑结构优化关键技术,在不需调谐的情况下,研制成功中心频率2.1GHz,带宽6MHz,群延时起伏在4.3MHz(71.7%带宽)内达到了18.321ns,插入损耗小于0.5dB,带边陡度大于17dB/MHz,驻波比优于1.5的高温超导滤波器,有利于器件的工程化应用。     

Variable single-passband narrowband optical filter based on forward stimulated interpolarization scattering in photonic crystal fiber

A variable transmission spectrum single-passband narrowband optical filter is proposed and experimentally demonstrated. It is based on forward stimulated interpolarization scattering (SIPS) in a photonic crystal fiber by applying a differential quadrature phase-shift keying modulation to the pump wave to broaden and shape the SIPS gain spectrum. By choosing the bit rate of the modulation data pattern, a flat-top steep-cutoff optical bandpass filter with a 3?dB bandwidth of 70?MHz and a 10?dB bandwidth of 90?MHz is realized. In addition, a variable narrowband optical notch filter is also realized by attenuation of the pump wave.     

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。     

S波段窄带带通体声波滤波器设计

针对无人机测控应用设计了一种S波段窄带带通体声波(BAW)滤波器,其技术指标为:中心频率2.46 GHz,带宽41 MHz,带内插损大于-3 dB,带内纹波小于1 dB,带外抑制小于-40 dB@2.385 GHz和2.506 GHz。采用Mason模型设计了BAW滤波器中各薄膜体声波谐振器(FBAR)的叠层结构;使用变迹法设计了各FBAR(电极)的形状;采用一种自行开发的自动布局方法得到紧凑的BAW滤波器布局;建立了BAW滤波器的声-电磁协同仿真模型,通过这种高保真的多物理场仿真方法对设计结果进行了性能验证。该设计流程是通用的,并且有两个特点:采用声-电磁协同仿真方法对设计阶段的BAW滤波器进行最终性能检验,可以及早发现并拒绝1D Mason模型过于乐观的设计;滤波器布局设计中采用了一种新的自动化布局方法,大大简化了在此阶段的反复尝试工作,也为声-电磁协同仿真模型输出了必需的面内结构信息。