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基于慢波半模基片集成波导的紧凑型平衡滤波器设计

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电子学报 2023年第10期51卷 2739-2746页

作者：朱宏彬纪磊李晓春毛军发上海交通大学高速电子系统设计与电磁兼容研究教育部重点实验室上海200240

本文基于慢波半模基片集成波导(Slow-Wave Half-Mode Substrate Integrated Waveguide,SW-HMSIW)结构,设计了一款紧凑型平衡滤波器.该滤波器由金属盲孔阵列加载的SW-HMSIW多模谐振腔、两对间距0.5λ_(g)的差分馈电线(λ_(g)为滤波器中... 详细信息

本文基于慢波半模基片集成波导(Slow-Wave Half-Mode Substrate Integrated Waveguide,SW-HMSIW)结构,设计了一款紧凑型平衡滤波器.该滤波器由金属盲孔阵列加载的SW-HMSIW多模谐振腔、两对间距0.5λ_(g)的差分馈电线(λ_(g)为滤波器中心频率处的波长)组成.该平衡滤波器由于利用了HMSIW多模谐振腔的不同模式,TE_(102)^(SW)和TE_(106)^(SW)两个模式工作在共模(Common Mode,CM)状态,而TE_(103)^(SW),TE_(104)^(SW),TE_(105)^(SW)这3个模式工作在差模(Differential Mode,DM)状态;因此该滤波器相较于已发表文献中的SIW平衡滤波器,具有更宽的工作带宽.进一步,慢波结构的引入实现了对HMSIW多模谐振腔不同模式谐振频率的调控,明显降低了谐振腔的纵向及横向尺寸,实现了滤波器的紧凑化设计.本文提出的滤波器,其总尺寸为1.86λ_(g)×0.34λ_(g),-3 dB DM工作相对带宽可达32%,-20 dB CM抑制相对带宽可达23%.与同类HMSIW平衡滤波器相比,本文提出的SW-HMSIW平衡滤波器的电路面积减小了约42%.

关键词：平衡滤波器半模基片集成波导多模谐振腔慢波结构小型化

基于新型SRLR结构的双通带超导平衡滤波器研制

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中国科学：信息科学 2020年第12期50卷 1961-1975页

作者：刘海文刘凡王正彪王一帆西安交通大学信息与通信工程学院西安710049 华东交通大学信息工程学院南昌330013

本文提出了一种新型多模SRLR (square ring loaded resonators)结构,并基于该谐振结构设计了一款具有高共模噪声抑制的双通带超导平衡滤波器.此外,本文详细地给出了该谐振器的差共模谐振机理,拓扑结构,模拟仿真结果.基于上述分析,使用0.... 详细信息

本文提出了一种新型多模SRLR (square ring loaded resonators)结构,并基于该谐振结构设计了一款具有高共模噪声抑制的双通带超导平衡滤波器.此外,本文详细地给出了该谐振器的差共模谐振机理,拓扑结构,模拟仿真结果.基于上述分析,使用0.5 mm厚度的氧化镁(MgO)基片上的钇钡铜氧(YBCO)高温超导薄膜设计制作一款四阶双通带平衡滤波器,该滤波器的两个通带的中心频率分别为2.2 GHz和3.5 GHz,带内的损耗分别为0.1 d B和0.12 dB,两个通带内的共模抑制分别为74.9 d B和67.4 dB.其测试曲线、模拟仿真曲线、理论计算具有良好的吻合度,验证了所提出滤波器的设计方法的正确性.

关键词：多模SRLR 双通带平衡滤波器共模噪声抑制高温超导

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微型蓝牙LTCC平衡滤波器的设计与研究

固体电子学研究与进展 2012年第6期32卷 556-560页

作者：戴永胜冯媛尹洪浩南京理工大学电子工程与光电技术学院南京210094

提出一种基于低温共烧陶瓷(LTCC)技术实现的小型化平衡滤波器。该平衡滤波器频率范围为2.4～2.5GHz,可广泛应用于蓝牙通讯系统。在设计时利用垂直通孔互连工艺技术将滤波器和巴伦进行互连,并且集成在一个模块中,其中,蓝牙滤波器的设计... 详细信息

提出一种基于低温共烧陶瓷(LTCC)技术实现的小型化平衡滤波器。该平衡滤波器频率范围为2.4～2.5GHz,可广泛应用于蓝牙通讯系统。在设计时利用垂直通孔互连工艺技术将滤波器和巴伦进行互连,并且集成在一个模块中,其中,蓝牙滤波器的设计采用半集总结构,Marchand巴伦采用独特的螺旋线宽边耦合带状线结构(SBCS),极大地缩小了巴伦尺寸。实现了具有阻抗变换功能的蓝牙波段微型平衡滤波器,其尺寸仅为2.5mm×2.0mm×1.2mm。测试结果表明,该平衡滤波器带内差损小于1.8dB,相位不平衡度小于±6°,均满足设计指标要求。

关键词：平衡滤波器低温共烧陶瓷蓝牙阻抗转换

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

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强激光与粒子束 2021年第2期33卷 71-76页

作者：张俊杰李建兵周东方刘庆王显张德伟中国人民解放军战略支援部队信息工程大学郑州450001

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... 详细信息

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。

关键词：平衡滤波器三通带共模抑制自耦合非对称阶梯阻抗谐振器

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基于双方环结构的超宽带平衡滤波器设计

压电与声光 2022年第5期44卷 713-717,721页

作者：钱莉荣豆亚稳姜悦晨李夏清张伟李翠平田亚会李红浪王荔田天津理工大学集成电路科学与工程学院薄膜电子与通信器件天津市重点实验室天津300384 天津理工大学集成电路科学与工程学院光电器件与通信技术教育部工程研究中心天津300384 中国联合网络通信有限公司北京100038 中国电子科技集团公司第二十六研究所重庆400060 中科院声学研究所北京100190 国家纳米科学中心北京100190 广东粤港澳大湾区国家纳米科技创新研究院广东广州510530 广东广纳芯科技有限公司广东广州510530

平衡滤波器因具有卓越的抗噪声及抗电磁干扰能力而在繁杂频谱环境下的低噪通信系统中显得至关重要。该文提出了一款具有共模抑制特性的平衡滤波器,通过差共模理论结合导纳矩阵及传输矩阵完成了分析设计。该滤波器中心频率为1.4 GHz,相... 详细信息

平衡滤波器因具有卓越的抗噪声及抗电磁干扰能力而在繁杂频谱环境下的低噪通信系统中显得至关重要。该文提出了一款具有共模抑制特性的平衡滤波器,通过差共模理论结合导纳矩阵及传输矩阵完成了分析设计。该滤波器中心频率为1.4 GHz,相对带宽可达74.3%,覆盖2G、GPRS、3G及4G LTE频段。同时该滤波器的边带具有两对传输零点,故其具有理想的边带滚降速度及边带抑制水平。滤波器全差模通频带内共模信号抑制水平均优于10 dB,差模阻带抑制优于20 dB,电路尺寸仅为0.17λ_(g)×0.17λ_(g)。

关键词：平衡滤波器超宽带共模抑制方环谐振器高选择性

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基于双层扇形基片集成波导的双频平衡滤波器

压电与声光 2021年第1期43卷 21-24页

作者：张胜季超王康中国矿业大学信息与控制工程学院江苏徐州221116

提出了一种表面刻有一对互补开环谐振器(CSRR)的45°扇形基片集成波导谐振腔(SSIWR),设计并制作了一款结构紧凑且具有高选择性的双层双频平衡带通滤波器。分别利用具有带通特性的CSRR和谐振腔内的TM220模实现了差模双频响应;模式间的耦... 详细信息

提出了一种表面刻有一对互补开环谐振器(CSRR)的45°扇形基片集成波导谐振腔(SSIWR),设计并制作了一款结构紧凑且具有高选择性的双层双频平衡带通滤波器。分别利用具有带通特性的CSRR和谐振腔内的TM220模实现了差模双频响应;模式间的耦合以及缺陷地结构(DGS)的引入使得滤波器在通带附近产生4个传输零点,提高了带外抑制。此外,通过平衡结构以及优化的馈电位置,实现了良好的共模抑制。滤波器的中心频率为10.13 GHz和10.83 GHz,-3 dB带宽为140 MHz和150 MHz,两通带内的共模抑制分别超过了30.36 dB和29.87 dB,实测结果与仿真结果基本一致。

关键词：平衡滤波器双频带通滤波器扇形基片集成波导双层结构互补开环谐振器

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新型小型化平衡滤波器的设计

电子元件与材料 2014年第8期33卷 70-72页

作者：戴永胜罗鸣陈相治朱丹南京理工大学电子工程与光电技术学院江苏南京210094

结合平衡滤波器性能与LTCC（***）工艺，从滤波器和巴伦的设计理论出发，设计了一款新型小型化的高性能平衡滤波器。该平衡滤波器采用多层带状线结构作为基本的谐振单元同时实现滤波和巴伦功能。仿真结果表明，该平衡滤波器的通带中心... 详细信息

结合平衡滤波器性能与LTCC（***）工艺，从滤波器和巴伦的设计理论出发，设计了一款新型小型化的高性能平衡滤波器。该平衡滤波器采用多层带状线结构作为基本的谐振单元同时实现滤波和巴伦功能。仿真结果表明，该平衡滤波器的通带中心频率为4．05GHz，3dB带宽为300MHz，通带3．9～4．2GHz内插损小于5．5dB，低阻带1．0-3．5GHz和高阻带5～8GHz的衰减均大于30dB，幅度不平衡度小于±0．25dB，相位不平衡度小于±6°，平衡滤波器尺寸为3．2mm×2．5mm×1．5mm。

关键词：平衡滤波器小型化多层带状线 LTCC 巴伦仿真

基于微带线的多频带滤波器与平衡滤波器的设计

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基于微带线的多频带滤波器与平衡滤波器的设计

作者：王一帆华东交通大学

学位级别：硕士

随着现代通信行业的发展,尤其是多媒体智能手机的大量普及,对无线通信系统的各个组成部分提出了新的需要。作为射频前端电路重要组成部分的滤波器,其多频带、小型化和低插损等实际需要成为了近年来的研究热点。与其他的多通带滤波器技... 详细信息

随着现代通信行业的发展,尤其是多媒体智能手机的大量普及,对无线通信系统的各个组成部分提出了新的需要。作为射频前端电路重要组成部分的滤波器,其多频带、小型化和低插损等实际需要成为了近年来的研究热点。与其他的多通带滤波器技术相比,利用多模谐振器来进行滤波器的设计具有低插损和小尺寸等优点。同时,面对复杂电磁环境下无线通信设备电磁兼容问题的严峻挑战,具有良好电磁抗干扰特性、能够抑制共模噪声、提高系统的灵敏度的平衡式微波滤波器受到了广泛关注,同时,平衡多频带滤波器还具有多频带的选频功能。该论文以本人攻读硕士学位期间所承担的课题工作为基础,对多通带滤波器和平衡滤波器设计进行了系统地研究。主要研究内容如下:(1)研究分析了非对称并联线阶跃阻抗谐振器(shunted-line stepped-impedance resonator,SLSIR),基于该谐振器设计了一款具有小型化特性的高温超导三频带带通滤波器。首先,分析了非对称并联线阶跃阻抗谐振器SLSIR的谐振特性,并建立了谐振频率与物理参数之间的数值关系;然后,通过选取合适的阻抗比和电长度比,获得了应用于GPS、Wi Fi和Wi Max的多模谐振器。最后,采用0°馈电,使通带两侧产生两个传输零点,提高滤波器的选择性。(2)使用非对称并联线阶跃阻抗谐振器SLSIR设计了一款平衡双通带滤波器。首先,分析了谐振器的差共模谐振特性,并建立了差共模谐振频率与阻抗比、电长度比的关系;然后,基于非对称并联线阶跃阻抗谐振器SLSIR提出了一款平衡双频带滤波器,获得了较好的带内共模抑制特性。最后,为了改善差模响应的带外共模抑制特性,通过在中心面加载不同长度的枝节,将共模频率错开,设计了具有宽频带内高共模抑制性能的平衡双频带滤波器。(3)对枝节加载阶跃阻抗谐振器进行分析,该谐振器的三个差模谐振频率可以通过改变阶跃阻抗谐振器或改变加载枝节的电长度进行调整,其第三个差模谐振频率可以通过改变加载枝节的长度单独调控,最后提出了一款工作在GPS、5G和WLAN的三通带平衡滤波器,并在差模通带内实现了较好的共模抑制。

关键词：多模谐振器带通滤波器多频段平衡滤波器

基于低温共烧陶瓷技术的高频平衡滤波器模块的设计

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基于低温共烧陶瓷技术的高频平衡滤波器模块的设计

作者：杨品香浙江工业大学

学位级别：硕士

在现代无线通信中,为了实现更好的射频电路性能,推动射频元件越来越向微型化、高频化和集成模块化的方向发展。平衡滤波器作为射频前端的重要无源器件,其设计与开发也得到长足的发展。基于低温共烧陶瓷技术(Low Temperature Co-fired Ce... 详细信息

在现代无线通信中,为了实现更好的射频电路性能,推动射频元件越来越向微型化、高频化和集成模块化的方向发展。平衡滤波器作为射频前端的重要无源器件,其设计与开发也得到长足的发展。基于低温共烧陶瓷技术(Low Temperature Co-fired Ceramic, LTCC)的平衡滤波器能够满足小型化、高频化、低成本的要求。本文利用LTCC技术对使用在蓝牙与WLAN的平衡滤波器的设计方法进行了分析。本设计项目是与深圳顺络电子有限公司合作,基于LTCC工艺,采用电路结构仿真和电磁三维仿真相结合的方法对工作于2.45GHz的平衡滤波器进行设计分析。本文具体研究内容如下:1.带通滤波器设计。在通带设计上,从低通滤波器原型出发,利用导纳J变换器得到两种带通滤波器模型,即电容耦合的带通滤波器模型和电感耦合的带通滤波器模型,本文采用的是利用电感耦合实现的带通滤波器模型。在电路结构上,利用短路耦合线架构成常用的二阶梳状带通滤波器,其耦合方式是电感耦合。对电路的具体结构,本文采用网络分析方法进行了详细分析。在阻带设计上,引入传输零点来加快阻带抑制。本文全面分析了传输零点的形成原理,利用变形谐振腔或是利用级间交叉耦合的方式获得高低阻带的传输零点。电路结构仿真与电磁三维仿真结果均符合LTCC带通滤波器的设计要求。2.巴伦电路的设计。巴伦的网络参数能够通过对称的四端网络得到,其明确的显示出巴伦与输入输出地阻抗匹配关系。巴伦的主要结构采用三线耦合加载并联电容来实现,利用科洛达准则来证明提出的电路设计能够实现一个巴伦功能。所提出的巴伦是由两种常用的滤波器结构构成,一种是梳状滤波器,另一种是叉指滤波器结构,本文也证明了提出的巴伦结构可以采用传统的滤波器设计方法来分析设计。设计的巴伦在电路与电磁仿真中,其结果符合LTCC巴伦的设计要求。3.具有传输零点的平衡滤波器设计。借用传输零点形成原理,将原本电容馈入转换层并联谐振腔馈入,本文利用此并联谐振腔在低阻带产生一个传输零点,而高阻带的零点加入时则利用变形谐振腔产生。本文设计的平衡滤波器封装尺寸为2.0×1.25×0.9 mm3,最大带内插损4.6 dB,平衡端口的幅度不平衡性为0.3dB,平衡端口的相位不平衡性为4.1°,在高低阻带具有传输零点。

关键词：平衡滤波器 LTCC 耦合线传输零点巴伦