双频滤波器何婉霞等基于新型 XQQ 结构的第 )* 期 D$5Y和 DO )$5Y处产生了两个传输零点有效地优化了带外抑制度$最后对滤波器进行了加工和测量并对其所示$当逐渐变大截止频率 (E>)*" 逐渐降低$将性能进行了全面的分析$ 该滤

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裕诈鲍
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1 通信技术电子测量技术第卷第期年月基于新型结构的双频滤波器何婉霞肖中银姜逸飞上海大学特种光纤与光接入网省部共建重点实验室上海上海航天 / 研究所上海摘要提出了一种新型六边形的互补金属开口谐振环结构并利用该结构设计出了一款? 基片集成波导双频滤波器通过调整四组嵌套环的尺寸可以分别控制两个谐振频点滤波器的第一通带和第二通带分别由上下两层大小不一的六边形嵌套环形成并且可以相对独立地控制频点位置本设计采用四节点拓扑结构通过交叉耦合形成了两个传输零点形成了高阻带抑制的特点该滤波器的两个频点设计分别为 ; 和 ; 相对带宽为 C 和 C 可广泛应用于无线通信领域的射频接受前端系统中拥有小型化低损耗易加工等特点关键词互补金属开口谐振环基片集成波导双频滤波器中图分类号 0 文献标识码国家标准学科分类代码 $$' " ")'? " *" " " ( *" ( ) 5 )$ " 5 ) )) $$ 7 $* "* "9 $ * "* *" * "* / $ ) $ )* "$ * "* *" $ " *$ "9 * " ) " $ " $" $$ ) $ $ "? $ $ " 7 9 " ( $ $" $" * $; ( * ( $ $() "* 7 $" " ( > ") $) " )" 0* ( $ $$ " " * $ )" $$ " ( * ( $ )9 ( * " ) "7* ( " $; $( " 7" 7 $ " ) ")" * $"( * ( > ") "$" " " 0*$ $" $ $( " * * * ) $$) " ( * 7 "$ $$"; $( " **$ " $ $$")* ) $)$ 0* 7( > ") "$( * ( ; " ; " * 9 " 7 *$/C " C $ )9 0* ) " 7 $ " * ) 9 ( " " $ $ ( * 7 $$ ) ") " ( " * $ * )* ) $)$ ( " ; " 7 $$ " $ ) $$" (? " ( / 引言随着无线通信技术的发展人类的生活已经与相关通信设备无法分隔与此同时频谱资源变得日益紧张如何在有限的频谱资源内产生更大的应用空间已经成为人类科学的一个重要研究方向基于这样的现状大量学者开始着力于研究微波滤波器微波滤波器在无线通信系统中起着频率选择和抑制干扰作用并且同时具备小型化低损耗易加工等优点近年来无线通信的各种协议共同使用着有限的通信频段这就使得多频微波滤波器成为了重要的研究课题随着微波多频滤波器的研究产生了以下 ' 种比较主流的设计方式单通带滤波器组合法产生双通带响应双多模谐振法 ' 双通带传输函数法文献通过将两个单通带滤波器进行并联实现双通带的滤波器特性这种结构的缺点是物理体积大带内损耗大文献介绍了方形谐振器的简并模分裂法构成的双通带滤波器这种结构的劣势在于物理结构复杂加工难度大文献 ' 描述了阶跃阻抗谐振器构成的双通带滤波器但其杂散频率影响大通带间抑制度不理想本文通过研究? 滤波器和结构提出了一种新型六边型结构并将其与? 结构相结合设计出了一款新型双频滤波器通过调节的结构和相对位置使得两个通带分别为 ; 和 ; 并在收稿日期 ',

双频滤波器何婉霞等基于新型 XQQ 结构的第 )* 期 D$5Y和 DO )$5Y处产生了两个传输零点有效地优化了带外抑制度$最后对滤波器进行了加工和测量并对其所示$当逐渐变大截止频率 (E>)*" 逐渐降低$将性能进行了全面的分析$ 该滤波器可用于采用 c cl0nm 和蓝牙技术的移动终端比如手机平板电

中间基板和上下两层金属面构成并利用两排金属孔来代替传统波导结构的金属侧壁$适当选取金属孔径和孔间距能将孔间的能量泄露降到极低几乎可以代替金属波导进行图, 截止频率仿真曲线能量传递和频点谐振$ " 六边形 )' 的设计近年来 XQQ 结构已经成为了一种受到广泛关注的谐振器形式$本文提出了一

*)8G* ) )J *DGF )J," )J,E,8 ))G9, *J,*) )J 9" *J 8)D9 **G, 9 )J,), **J 于是得等效矩形金属波导宽度为( F" 根据文献 '所述若将 XQQ 结构刻蚀于的金属表面$同时满足条件(( XQQ 结构的谐振频率"" ( 的截止频率"$则能够在 ( 处形成通带$ 基于新型六边形 XQQ

2 双频滤波器何婉霞等基于新型 XQQ 结构的第 )* 期 D$5Y和 DO )$5Y处产生了两个传输零点有效地优化了带外抑制度$最后对滤波器进行了加工和测量并对其所示$当逐渐变大截止频率 (E>)*" 逐渐降低$将性能进行了全面的分析$ 该滤波器可用于采用 c cl0nm 和蓝牙技术的移动终端比如手机平板电脑智以明显地观察到截止频率的变化$ 的宽度从,, ;; 变化到,F ;;再逐渐变化到,D ;; 可能穿戴设备等$实现多种频段信号的提取和抑制干扰$ 理论分析 " ' IL 的理论分析近年来基片集成波导"结构由于其物理体积小功率容量大插入损耗小等优点广泛地受到了众多学者们的青睐$如图 ) 所示为的基本结构该结构由中间基板和上下两层金属面构成并利用两排金属孔来代替传统波导结构的金属侧壁$适当选取金属孔径和孔间距能将孔间的能量泄露降到极低几乎可以代替金属波导进行图, 截止频率仿真曲线能量传递和频点谐振$ " 六边形 )' 的设计近年来 XQQ 结构已经成为了一种受到广泛关注的谐振器形式$本文提出了一种新型六边形 XQQ 结构其基本结构如图 9 所示$该谐振器的谐振特性分别由物理尺寸 F) ) 和 ) 决定$ 图 ) 结构与矩形金属波导相比较除了在波的传输特性上相似以外还在结构上相等效式 )"是等效关系经验公式 F'( $ ) *, N )* * 9 ), )" 9 图 9XQQ 结构示意图其中 *J 9FD *)8G* ) )J *DGF )J," )J,E,8 ))G9, *J,*) )J 9" *J 8)D9 **G, 9 )J,), **J 于是得等效矩形金属波导宽度为( F" 根据文献 '所述若将 XQQ 结构刻蚀于的金属表面$同时满足条件(( XQQ 结构的谐振频率"" ( 的截止频率"$则能够在 ( 处形成通带$ 基于新型六边形 XQQ 结构的谐振器如图 F 所示$ < $ " 当在结构中传播主模模时的截止频 E>)* 率为( (E>)*",槡 R< ) D" 由此可知的宽度的大小决定的截止频率$当己知的尺寸后就可计算出的截止频率$ 结构的截止频率随着宽度的仿真曲线如图, 图 F 基于 XQQ 的谐振器对于该谐振器结构而言 XQQ 的长度参数可以控 )EE

3 电子测量技术第 F* 卷制谐振频率而参数 G 和参数 ) 可以空时谐振器的带外特性$ 图 E 拓扑结构示意图点的位置 ),'$传输零点分别随着 G) 和 G, 的变换趋势如图 G 和图 8 所示$随着 G) 和 G, 逐渐变小传输零点的位置向低频移动$只要适当调整 G) 和 G,就可以将传输零图谐振器仿真曲线点放到需要的位置用以调整频响特性的带外抑制度$ 上述谐振器的仿真曲线如图所示$ 随着参数变小谐振频点 ( 逐渐变高$随着参数从 FO G ;; 变化到 O *;;再变化到 O,;; 该谐振器的频点之间下降$相比于传统的圆形或者矩形 XQQ 结构本文提出的六边形 ' XQQ 结构有明显的优点 DG $)"当 ( 相同时六边形 XQQ 占用更小的物理面积,,"加载六边形 XQQ 谐振器的滤波器拥有更大带宽$ 滤波器设计利用加载六边形 XQQ 结构的谐振器可以设计出性能比较优越的带通滤波器$但是为了满足日益复杂的图 G 第一传输零点变化趋势通信协议多频滤波器的需求更加急切$基于以上需求本文利用加载六边形 XQQ 结构的谐振器设计了一款微波双频滤波器$所设计滤波器的物理结构如图 D 所示$ 图 8 第二传输零点变化趋势图 D 新型滤波器的物理结构该滤波器分别加载了 F 组六边形 XQQ 结构其中两组大环和两组小环尺寸一致并且分别产生第一谐振频率和第二谐振频率$ 该滤波器的拓扑结构如图 E 所示 8)*' F 个 XQQ 分别利用三维电磁仿真软件 5 对图 D 所示的结构进行仿真$选择罗杰斯 GG* 作为该滤波器的基板材料并选取介电常数为,O,基板厚度为 *O EGE ;;$通过调节图 D 中的各个物理参数可以得到需要的频响特性$ 最终各参数取值如表 ) 所示$ 为第一第二第三和第四谐振器,输入输出分别为两个非该滤波器的仿真曲线与测试曲线如图 )* 所示$从仿谐振节点$利用该拓扑结构可以实现谐振器之间的交叉耦真结果得知该双频滤波器的两个频点位于,O F $5Y 和合 ))'最终使得滤波器的频谱响应出现两个传输零点分 O,$5Y,相对带宽分别为 Eg 和 g,通带内最小插入损耗分别为 *O F<" 和 *O G<"$ 两个传输零点分别位于别位于两个通带之间以及高频阻带处$ 分别调整两种 XQQ 的内外环间距可以改变传输零 )EG DF$5Y和 DO )F$5Y插入损耗分别达到了 F8O 8<" 和

4 双频滤波器何婉霞等基于新型 XQQ 结构的第 )* 期表滤波器参数参量 G) 数值;; )O G 参量 79 数值;; DO F) F, 9 7) 7, D )O * 9 DO, F* *O G, *O 7 G9 8) ),,O F )DO * *O, *O D *O G *O D *O E<"$实测与仿真结果相似度较高$但是由于加工精度和输入输出转接头的焊接不良等问题使得实测结果与仿真曲线之间产生了一定的频偏和损耗$ 图 ), 测试系统图双频提取功能和带外抑制功能完全满足微波双频滤波器的设计需要$可以利用与无线通信系统的接收前端和小功率的射频发射前端$ / 结论图 )* 双频滤波器仿真与测试曲线为了验证该滤波器的有效性本文设计一个测试系 )9' 统$该测试系统模拟 c 系统的射频接收前端为滤波器提供复杂的微波信号并用该滤波器提取出,O F$5Y ' 和 O,$5Y的有用信号 )F $ 本文提出了一种新型六边形 XQQ 结构并用此结构设计了一款基于新型 XQQ 结构的双频滤波器$ 该滤波器拥有小型化低插损易加工等优点可以用于 c 和 c0\ 等移动通信系统$基于这样的研究成果在将来的工作和学习中可以进一步研究六边形 XQQ 结构的其他应用$ 参考文献 )' 刘毅戴永胜 OHXX 双频带通滤波器小型化设计与研究 Z'O电子元件与材料,*)D9 D"( G GEO,' [5NP$ M _MR' aop <^ ;< <^? < ^ C / U < < C Z'O C^ 图 )) 测试系统示意图 L'''H 0 U HB B >j H b^,**e )*"(,)G9,)8*O 本文所设计测试系统如图 )) 所示使用安捷伦公司的 9' LR 5 ccnp$ _cnp$ M 0 OX;/ 矢量信号源 'G,DEK"产生,O F$5Y的射频信号作为信号源 ),使用 'G,DEK 产生 O 9,$5Y的射频信号作为信号源 < B?<?</ ^ C CB > ',,使用安捷伦公司的扫频信号源 G9E,"作为干扰源 ) $ 并将三路信号通过合路器合成为复杂的微波信号用于模 ;^ ;< //< ;/< Z'OL''' 0 U j c X;/,*)9,9 )*"( 9D 9GO 拟天线接收的空间信号包含有用信号和各类噪声"$本文 F' 闫智国 O基于基片集成波导的 cnp 滤波器和所设计的滤波器的主要功能就是提取有用信号并且一直各 Rc" 滤波器的设计 K 'O 大连(大连海事大类噪声$将合成的微波信号进过滤波器被测件"后再用学,*) 安捷伦公司的矢量信号分析仪观察接收的信号$为测试系统图如图 ), 所示$ 最终的测试结果显示矢量信号分析仪接收到两路有用信号分别位于,O F$5Y和 O 9,$5Y$信号的功率分别为 *<"; 和 )<";带内一直均大于 9*<"$利用该测试系统得到的测试结果表明本文设计的滤波器可以实现 ' 魏胜 O基于结构的双通带滤波器研究 K'O合肥(安徽大学,*)DO D' 姜逸飞孟令琴杨广立 O新型三阶 LQ 高阻带抑制双通带滤波器 Z'O 上海大学学报(自然科学版,*)E,9 )"( )FE )FO E' 周景超孟令琴任龙等 O双模双通带基片集成波 )E8

5 第卷电子测量技术导滤波器的设计电子测量技术 ', / 张中华李光林黄杰等基于? 和谐振器的双带滤波器研究西南大学学报自然科学版,'/,,/ 5 0 " $$ ( $")$ $ $ " 7 9 ) 9 $ 0 "$ )"$ " " "$ ) " " ( ) " 0 )*",, 5 $" ( $ $ " 7 9 " $$( $ " " " " " ( ) ) 0 )*", ) $ $( ) 7 9 ) "$ *"? "$ ") 5 ) " **$ )9 ) $ " $$( $"> $" ) ) 0 )*" $ // ' 黄瑞龙刘桂雄黄坚等基于扫频调谐预扫描的快速测试关键技术研究电子测量与仪器学报,' /, 5 5 0* $ " * " ( 7* ) " ) 9 " " " "( ") " ") " 9" 55 < 0 05< < 0 " ( " ( 7* ) " " " ") ) ) 0 )*" $, //,/,/ 作者简介肖中银, 年出生教授博士生导师博士研究方向为微波与毫米波电路光波导与技术 ;* $* )" /

第期李伟等用方法对中国历史气温数据插值可行性讨论

第期李伟等用方法对中国历史气温数据插值可行性讨论李伟李庆祥江志红使用插值方法对已经过质量控制和均一化的年月年月中国全部基本基准站气温资料逐月进行空间插值通过站点的实际序列与插值后格点序列进行比较针对相关系数和线性趋势等多个量来检验方法对气候资料插值的