基片集成波导滤波器ppt课件.ppt

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1、基片集成波导滤波器的研究Study on The SIW Filters,射频与微波技术实验室,Contents,射频与微波技术实验室,Waveguide,什么是波导 在微波或可见光波段中引导波按照一定方向传播的装置空心金属波导管矩形波导微带线光纤,射频与微波技术实验室,SIW的产生背景,历史追溯二战时期以金属波导和微波同轴线为代表的第一代微波电路矩形波导(Rectangular Waveguide)19世纪60年代微带电路、平面微波电路小型化、低成本、易于集成半开放式结构、能量泄露、辐射损耗,射频与微波技术实验室,SIW的产生背景,2005年加拿大蒙特利尔大学的吴柯教授提出并率先成功地应用了

2、基片集成波导（Substrate Integrated Waveguide）技术。基片集成波导兼具矩形波导和微带线的优点：品质因数高、辐射损耗小、体积小、重量轻、容易加工和集成。,射频与微波技术实验室,Contents,射频与微波技术实验室,SIW的基本特性,射频与微波技术实验室,SIW与RW的等效关系,研究表明当,SIW与RW有如下,等效关系：,射频与微波技术实验室,与普通的金属矩形波导类似，基片集成波导的截止频率主要由两排金属化通孔的间距a确定：,SIW的截止特性,射频与微波技术实验室,SIW的漏波特性,RW的TE10模的场结构与壁电流,射频与微波技术实验室,SIW的漏波特性,射频与微波技

3、术实验室,利用SIW实现带通滤波器,射频与微波技术实验室,Contents,射频与微波技术实验室,Complementary Split Ring Resonator,Split Ring Resonator一对开口方向相反的同心金属环Complementary Split Ring ResonatorSRR的互补结构,射频与微波技术实验室,CSRR基本性质,基本结构与等效电路,射频与微波技术实验室,CSRR谐振频率,谐振频率可以推出，f0跟环半径、环间距、开口间距有关应用有限元仿真软件 HFSS 对 CSRR 进行性能分析。CSRR 外环半径为 3.5mm，环宽为0.5mm，环间距为 0.3

4、mm，开口间距为 0.2mm。,射频与微波技术实验室,CSRR谐振频率的影响因素,外环半径对CSRR谐振频率的影响,射频与微波技术实验室,CSRR谐振频率影响因素,环半径对CSRR谐振频率的影响,射频与微波技术实验室,开口间距对CSRR谐振频率的影响,CSRR谐振频率的影响因素,射频与微波技术实验室,Contents,射频与微波技术实验室,CSRR-SIW Filter,2007年电子科大的张小川、徐军等人，在SIW上表面蚀刻3个CSRR设计了一个带通滤波器,射频与微波技术实验室,CSRRs-SIW Filter,2007年南京理工大学的车文荃教授设计了一个5阶带通滤波器，实现了带内最大差损小

5、于1.5dB，回波损耗低于-20dB,射频与微波技术实验室,2009年加州大学洛杉矶分校的Yuan Dan Dong，Tatsuo Itoh深入分析了CSRRs特性及其等效电路模型提出一种新型CSRRs-通过去除两个谐振环之间的微带线,CSRRs-SIW Filter,射频与微波技术实验室,四类不同的CSRRs-SIW单元,射频与微波技术实验室,除去中心微带线,新型CSRRs-SIW单元,射频与微波技术实验室,CSRRs-SIW谐振单元等效电路,等效模型,只能在有限的频率范围内有效，它不能反映出谐振器高次模的影响，但是能够完全解释这些结构的传输特性,射频与微波技术实验室,CSRRs-SIW F

6、ilter 设计步骤,1,根据设计指标，选择合适的低通原型滤波器函数，求出阶数，得到低通原型滤波器的元件值,3,根据低通原型元件值确定谐振器单元间的耦合系数，外部品质因数,在仿真软件中建模仿真，得到谐振单元、输入输出端口 具体尺寸。 仿真优化,射频与微波技术实验室,（三阶）中心频率：5.05GHz，3dB带宽为0.33GHz，带内最小插入损耗大约2.03dB，带内回波损耗优于-16.6dB，显示出良好的通带传输和阻带抑制特性。,CSRRs-SIW Filter 实物,射频与微波技术实验室,优点损耗低、品质因数高、功率容量大低剖面、尺寸小、易于集成高通特性带阻特性左手特性思考在此基础上如何实现超宽带、双通带滤波器？深入研究新型结构，进一步降低辐射损耗，提升阻带特性。,总结,Thank You!,