分形式微波带阻滤波器的研究文献综述

 2022-08-03 11:14:50

文献综述

微波带阻滤波器目前已经在无线通信系统以及其他系统中普及,它大部分用来遏制给定的频段内部分信号,并实现过滤掉揉和在有效信号中的滋扰的部分目的。由于无线通讯技术的发展,人们对通讯系统性能要求逐步提升,电子工作者也通常对系统中的带阻滤波器的某个方面的严格控制。分形技术经常被应用于设计天线,频率选择表面和PBG器件,但是很多有关于分形电磁技术的研究也集中在微带耦合器,双工器,谐振器和滤波器的研究。

国内外研究概况:

1960,Matthaei对波滤波器进行了具体的归纳并引入了工艺的理念,它包含了切比雪夫带阻滤波器的设计理念和公式。同时Matthaei将带阻滤波器引入存根谐振器谐振单元,并沿着主线连续的谐振器排开,之间的距离大约是四分之一波长,这样也就得到了最简答带阻滤波器,可是它的某些参数不满足条件。接下来,带来主要发展的人就是B.M.Sdiiffinan,他精心推出各频率段的带阻滤波器的设计公式。于此同时,是Cristal第一个发现了窄带阻滤波器的设计公式,使微波带阻滤波器基本基本设计理论逐渐形成。然后,阿蒂亚和Williams第一个发现了交叉耦合理论。

相近年代,介质谐振器开始成为了人们的核心问题,而且在美国、日本等地已开发了几种适合陶瓷介质材料的介质谐振器的应用,于是介质谐振器刚开始真正的成为一种新的用于滤波器设计的微波组件类型。在八十世纪,简仁倩和张魏晨设计了带阻滤波器,滤波器在相邻腔体之间耦合,也就是我们后来所说的交叉耦合,不同模式之间也可以存在交叉耦合。这种滤波器性能十分好,但是滤波器结构比较复杂,而且不易调谐。之后,带阻滤波器的研究重心在发明更好的带阻的单元,比方说,提出与介电共振棒拒绝单位的文学J.N.S ahalos,和A.A.K irilenko提出了一个适用于带阻隔膜相对较宽的带宽条件下的要求等。在九十年底,Richard.J.Cameron采用的递归循环的方式来计算交叉耦合滤波器的传递函数和反射函数,并提出了耦合矩阵的合成工艺。这在历史上是很大的一个突破。

2004,S.Amari发下了耦合矩阵的合成方式,并在设计中应用了带通滤波器和带阻滤波器,带通滤波器的拓扑结构的带阻滤波器的设计之间的关系。带阻滤波器,为了到达它的拖动特征,就要在源和负载中间制造一个耦合。
因此,2005年,Richard J.J.Comon发明了一个与以前的带阻滤波器不一样的结构,即源与负载结构直接耦合。源极和负载之间的直接耦合变得很容易,凭借这个实现空腔带阻滤波器,因此被广泛应用。上面描述了带阻滤波器的再历史上的主要转折点,今天,带阻滤波器的已经发展的非常完备,电子工作者们不停的提出了新的带阻滤波器模型,大多数是创新谐振单元,也是传输线创新的一部分。对于谐振单元,许多学者已经实现了各种微带线结构,许多学者采用其他结构,材料等来实现谐振单元。Susanta Kumar Parui和Tamosi Moyra等人在文献中设计了一种微带滤波器,通过各种类型的键合缺陷将微带图案刻蚀在地板上的周期性或非周期性的金属层上的电流分布对冲击,从而改变传输线的频率特性。这种过滤器依然有着很好的的频率响应,主要优点是设计简单,插入损耗小,结构紧凑,易于加工。

陈林,李敏权提出了一种具有优异性能,结构简单,加工方便,在新型W型结构,作为谐振单元应用于带阻滤波器的设计,与传统蚀刻相同区域的滤波电阻哑铃或螺旋瑕疵的地面结构具有更大的宽度和较小的插入损耗等特点。在文章中,胡立中等设计师设计了一类基于螺旋叉指结构的新型带阻谐振单元,它是一种外部的矩形谐振环和内部的叉指结构。内部叉指结构在高频带上产生阻挡带,外部矩形谐振环在低频处产生阻带,并且可以通过分别调整两个部分的尺寸来调整阻带。该谐振就可以很好地应用于双频段带阻滤波器当中。宋嘉兴王西良在论文中将带状带的马刺结构应用于带状线,并设计了马刺线带截止滤波器。将SIR应用于马刺线单元使得滤波器的尺寸更小,结构紧凑,插入损耗更小。昊新和艾登在自己的文献中采用电磁晶体设计中的中心频率在22G带阻滤波器,理论依据是:当电磁波晶体结构的电磁波通过周期时间,会在特定频带产生抑制。赵静设计了一种小型化滤波器,该滤波器是把主传输线安放成S形曲线以达到其小型化。将四分之一波长的传输线之间的谐振器调整成弧形,以六排两排的矩形谐振线排列,在滤波器组中设置两套两个肌私适配器,主传输线设置为S形。Peng An在论文中设计了一条主传输线带容性负载带阻滤波器,即在主传输同轴线路上实现电容负载。由于金属条的加载,使滤波器的长度减小,电场集中在金属线和导体之间,磁场远离金属条。原来的谐振器与主传输线之间的耦合是磁耦合,由于金属的参与,磁耦合增强,使滤波器块宽度。以上为国内外学者近期研究成果的一部分。

分形式微波带阻滤波器的发展趋势:

为了能够让各个通讯系统之间的信号频带重叠,彼此干扰的问题不在发生,所以系统就会对微波滤波器的性能提出更高的要求,比如我们需要更小的插入损耗,更强的带外抑制,更好的品质因数,不变的工作特征等。若是某个频率的滋扰特别强,又或许在系统的某频段上要求很高的衰减,这个时刻,单单依靠带通滤波器便没办法达到系统的需求,因此需要借助带阻滤波器来实现这种要求。

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