Wang Qiong 1, 2 douche Xia Xin, Shi Chunhui 3, Huang Yu 1
(College of Engineering and Technology, Chengdu University of Technology, Leshan, Sichuan 614000;
2. Académie chinoise de génie physique de Microsystem et térahertz Research Center, Chengdu 610000;
3. State Grid Jilin Electric Power Co., Telematics, Changchun 130021, Chine)
Résumé: Un nouveau guide d'ondes coplanaire à bande ultralarge hybride et la structure de filtre de microruban. En remplaçant des moyens d'accouplement aux enchères intermédiaire de la ligne microruban, le bord inférieur de la bande passante pour produire un zéro de transmission, de telle sorte que grandement améliorer la sélectivité du filtre. En outre, l'introduction d'un tronçon de court-circuit est couplé pour améliorer encore leurs caractéristiques de sélectivité et de la bande. Les résultats des tests montrent que le papier filtre a une bonne bande intérieure et la performance de bande extérieure. Qui a une sélectivité de raide, de taille compacte (0,49 × 0,47 Xg Xg), une faible perte d'insertion et la largeur de bande d'arrêt. La bande passante relative du filtre est de 123% (2,75 ~ 11,55 GHz), une perte de rendement meilleur que 15 dB. Et, enfin traiter les résultats mesurés et les résultats de simulation sont fondamentalement les mêmes.
CLC: TN713
Code de document: A
DOI: 10,16157 / j.issn.0258-7998.172107
format de citation chinois: Qiong douche d'été Xin, Shi Chunhui, etc. filtre à bande ultra large et CPW hybride microruban Structure Technologie électronique, 2018,44 (1): 96-99.
Anglais format de citation: Wang Qiong, Xia Xinlin, Shi Chunhui, et al. Filtre ultra-large bande en utilisant la structure hybride passe-bande de CPW et microruban . Application de la technique électronique, 2018,44 (1): 96-99.
0 introduction
La Commission fédérale des communications en 2002 à 3,1 ~ civile d'autorisation de la bande 10,6 GHz, filtre ultra-large bande comme un dispositif clé dans le système UWB, est devenu un sujet brûlant. Ces dernières années, les chercheurs ont fait beaucoup de filtre UWB de recherche, le filtre aussi diverses structures ont été proposées. Par exemple, un résonateur multimode a été largement utilisé dans divers types de ultra-large bande filtre conçu . Document de Une meilleure résonateur multi-mode, ce qui peut générer deux zéros de transmission dans la bande, pour améliorer la sélectivité du filtre. Document de , le centre de charge pliée résonateurs multimodes microruban, de sorte que les caractéristiques de bande du filtre grandement améliorée. Pendant ce temps, étant donné que la structure de transition de guide d'ondes coplanaire (CPW la) et les lignes microrubans capables de produire effet ultra-large bande, couramment utilisée dans la conception du filtre passe-bande . Mais généralement, la structure de transition inférieure n'est pas bande d'arrêt zéro, la sélectivité est pas bon, et aussi la bande d'arrêt étroite. Microstrip défaut et défectueusement structure utilisée pour concevoir des filtres à bande ultralarge. Cependant, étant donné que la structure de défaut est gravé dans le plan de masse ou microruban, ce type de filtre apportera de tels problèmes d'intégrité du signal.
Sur la base du CPW traditionnel à la structure de transition microbande, à la position centrale microruban remplacée par la ligne de couplage interdigité, afin d'amener la bande d'arrêt supérieure et inférieure respectives du filtre une transmission zéro, ce qui améliore la sélectivité du filtre. 8 microruban court-circuit sur la charge dans le petit sillon de filtre CPW pour développer les caractéristiques de la bande d'arrêt du filtre. Enfin, afin de vérifier les performances du filtre, le filtre de traitement du test, et les résultats des tests et de simulation sont en bon accord.
1 UWB Filter Design
conception de filtre est présenté ici en une épaisseur de 0,508 mm est Rogers RO 4350 (constante diélectrique = 3,66 sr) substrat. Une feuille de cuivre avant CPW, microruban servant de feuille de cuivre avec une ligne négative. Cet article présente une amélioration de la structure CPW de transition microbande (CPW-MS-CPW), la structure de base représentée sur la Fig. Dans lequel la longueur de la ligne de couplage et le CPW tampon plié autour Xg / 4 de la fréquence centrale. Littérature CPW classique à la structure transition microbande différent du centre sera utilisé ici à la place d'un microruban interdigital ligne de couplage (ICL). La figure 2 montre la structure de la transition du courant à basse fréquence et J l'équivalent total circuit de transformation équivalent. Dans lequel, le réseau de transformation J et CPW est mis en oeuvre une transition de microruban, ICL peut être asymétrique ligne de couplage parallèle équivalent. C0 représente la capacité équivalente du bas de ligne de couplage interdigité, L0 et L1 représentent respectivement l'inductance équivalente et une portion intermédiaire de conducteur de masse du CPW.
Et l'amélioration de la structure CPW simulation hybride classique et microbande-paramètre S représenté sur la. Figure 3, la structure de transition est chargé ligne de couplage interdigité 4 de zéros de transmission de la bande. Dans lequel, FZ3 microruban à des transitions de CPW est généré, fz0 (0 GHz) et FZ2 introduits par ICL. Pour la transmission zéro FZ1, qui peut analyser le mécanisme par les étoiles de faible circuit équivalent lumped. Dans cet article, un circuit simplifié transition CPW-MS-CPW ensemble faible et la structure du document sont le total circuit équivalent représenté sur la Fig. 4 (a) et 5 (a).
Pour le mode impair excité par le mode impair circuit équivalent (fig. 4 (b)) est disponible, l'impédance d'entrée de formule (1):
Il est évident que, en accord avec les résultats d'une simulation électromagnétique à. La figure 3, 0 GHz en outre, la transition de la structure classique ne produit pas de zéros de transmission à basse fréquence.
Par l'analyse ci-dessus, en introduisant l'ICL, de sorte que haute et basse dans la bande d'arrêt générer une transmission zéro. 3, le document par rapport à ne sont pas jointes structure de transition de l'ICL, la sélectivité des CPW-MS-CPW proposé dans le présent document a été grandement améliorée. Cependant, la caractéristique de filtre de la bande d'arrêt supérieure est toujours pas idéal, par exemple, sur lequel l'atténuation coupe-bande de 20 dB pour atteindre une fréquence ne dépassant pas 15 GHz.
caractéristique de filtre externe avec encore amélioré (figure 6), la rainure de CPW dans les ports d'entrée et de sortie du filtre en chargeant quatre accouplement de raccord de court-circuit (le CSS), qui est d'augmenter la fréquence de la bande d'arrêt. En outre, par l'introduction de la rainure est courbée à un court-circuit CPW mineur 4, de sorte que le bord de la bande passante pour produire un zéro de transmission, ce qui améliore la sélectivité du filtre à des fréquences plus élevées. 6, présentés dans le présent document est équivalente à la CSS peut être un résonateur LC série. La figure 7 montre les différents paramètres S21 CSS obtenus par simulation. De toute évidence, les caractéristiques CSS de la bande externe pour produire un zéro de transmission dans le filtre à haute fréquence peut être améliorée, mais a peu d'effet sur la bande passante. Avec la transmission zéro et ses paramètres L0, w0, et pour réduire le mouvement de l1 à haute fréquence, mais lorsque des paramètres réduits W1, le mouvement de basse fréquence à zéro.
8 une vue schématique d'un paramètre de filtre, la taille du filtre: W0 = 0,24 mm, s0 = 3,5 mm, LX0 = 0,8 mm, wx0 = 0,8 mm, d0 = 1,54 mm, WS0 = 0,8 mm, LS0 = 2,88 mm, WC1 = 0,43 mm, WS1 = 0,36, w3 = 0,2 mm, L3 = 0,96 mm, lc1 = 1,78 mm, d1 = 1,04 mm, LS1 = 2,57 mm, CL0 = 0,95 mm, LX1 = 0,8 mm, wx1 = 0,8 mm, WC0 = 0,96 mm , w1 = 0,25 mm, W2 = 0,1 mm, g = 0,15 mm, l1 = 6,01 mm.
L'analyse des résultats du second filtre
Pour vérifier les performances du papier filtre proposé, les modèles de papier filtre ont été traités et testés en nature comme le montre la figure. Figure 10 montre un réseau de vecteur de mesure des paramètres S et le retard de groupe du filtre. De toute évidence, la mesure et de simulation des résultats avec une bonne cohérence.
Les résultats des tests montrent que la bande passante relative du filtre a atteint 123% (2,75 ~ 11,55 GHz). perte de retour sur l'ensemble ultra-large bande mieux que 15 dB. La perte d'insertion dans la bande passante la plus bande (3 ~ 10,2 GHz) ne dépasse pas 0,7 dB, une perte d'insertion minimum à proximité de l'endroit où la fréquence centrale est inférieure à 0,4 dB. Il est évident que, étant donné que les filtres ont une transmission zéro au niveau des bords supérieur et inférieur de la bande passante, de sorte qu 'il présente une sélectivité raide du facteur de filtre sélectionné S.F. (3 dB bande passante / bande passante de 30 dB) atteint 0,86. Pendant ce temps, le filtre présente un retard de groupe relativement plat, le retard de groupe dans l'ensemble de la fluctuation ultra large bande ne doit pas excéder 0,15 ns.
Par exemple, indiqué dans le Tableau 1 et l'autre filtre a été rapporté que la performance du papier filtre. De toute évidence, par rapport à la microruban et CPW une structure mixte semblable du filtre, il a été publiée , les présents de papier filtre d'une taille relativement compacte (0,49 Xg x 0,47 Xg, où la fréquence correspondant à [lambda] g représente 6,85 GHz de longueur d'onde guidée), une plus raide de la bande passante et la sélectivité. Par rapport à la littérature , en raison de l'introduction de la ligne de couplage de papier interdigital, de sorte que le filtre sélectif a été grandement améliorée, la sélectivité est le meilleur dans le tableau 1. En outre, par stub court-circuit de charge est couplé dans les gorges correspondantes CPW, de sorte que la fréquence Fc de 20 dB au-dessus de la portée 20 GHz rejet de la bande multi-stop, est le plus important sur la fréquence de la bande d'arrêt dans le tableau 1.
3 Résumé
Sur la base CPW- -CPW microruban structure de transition, un filtre à bande ultra large conçoit. L'introduction à la position centrale de la ligne de couplage à microruban interdigital, de sorte qu'une transmission zéro au bord de la par des pertes vaginales, pour améliorer la sélectivité du filtre (facteur de sélectivité de 0,86). Et chargé dans le tronçon de court-circuit est couplée rainure de CPW, pour améliorer encore la sélectivité du filtre, et étend la fréquence d'arrêt de la bande filtrante. Pendant ce temps, les résultats des tests montrent que le filtre ayant une faible perte d'insertion (0,7 dB), une bonne perte de retour (supérieur à 15 dB) et les avantages du rejet de la bande de blocage et de bonnes performances, de sorte que le filtre peut être bien utilisé dans le système sans fil ultra-large bande .
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