實驗二光帶通濾波器的設計 一．實驗目的和任務 1.了解2x2光纖耦合器的工作原理。 2.測試光纖耦合器的插入損耗、附加損耗和耦合比等參數。 3.利用光纖光柵設計低損耗的光帶通濾波器。 二.2x2光纖耦合器 （一）2x2光纖耦合器的工作原理 光纖耦合器是實現光信號分路/合路的功能器件，一般是對同一波長的光功率 進行分路或合路，因此又稱為分路器或雙工器。按端口布排不同，光纖耦合器可分為對 稱的星形耦合器和不對稱的樹型耦合器。 2x2光纖耦合器按結構型式可以分為拼接式光纖耦合器合熔融拉錐式光纖耦合器。 如圖2.1所示，拼接式光纖耦合器是將光纖埋入玻璃塊中的弧形槽中，在光纖側面進行 研磨拋光，然后將經研磨的兩根光纖拼接在一起，靠透過纖芯－包層界面的消逝場產生 耦合。如果研磨拋光至纖芯部分，產生強耦合，否則，產生弱耦合。熔融拉錐式光纖耦 合器是將兩根或多根光纖扭絞在一起，用微火

采用高精度模式匹配法設計了一種雙列正方柱金屬銷波導型帶通濾波器,應用經驗公式將正方柱金屬銷等效為等直徑圓柱金屬銷。濾波器采用的雙圓柱金屬銷結構使所設計的濾波器具有良好的帶外抑制性,結構簡單,便于加工,適合批量生產。其數值計算結果和濾波器樣品的測試結果基本吻合。證明了模式匹配法的精確性和經驗公式的有效性。

對波導圓桿交指濾波器進行了理論分析,用電磁仿真軟件詳細闡述了這種濾波器內部各種結構尺寸的變化對其電性能的影響,并用仿真優(yōu)化的結果制成樣品進行了驗證。

針對微帶發(fā)夾濾波器高端抑制度低的問題,提出了一種由短截線和發(fā)夾級聯帶通濾波器,該濾波器實現抑制諧波信號和改善了高端阻帶的抑制能力。通過理論和工程實驗進行驗證,同時采用先進設計系統(tǒng)(ads)軟件設計了一種工作于c頻段的通帶為5.0~5.5ghz的微帶帶通濾波器。實測結果與仿真結果基本吻合,達到了設計要求。

為消除x波段雷達海雜波圖像譜中非海浪能量,設計了色散關系帶通濾波器(drbf).其帶寬由測量海域主導波波數和估計的最大相對流速共同確定.根據主導波波數調節(jié)濾波器帶寬,能使算法較好地適應海浪的特點;drbf帶寬由估計的最大流速調節(jié),解決了傳統(tǒng)上依賴實測流速構造drbf不準確的問題.使用岸基實測雷達圖像實驗,將drbf提取海浪譜反演得到的有效波高與現場傳感器獲得的有效波高進行比較,兩者具有很高的相關性和很小的誤差,可見設計的drbf具有良好的性能和較高的可行性.

介紹了一種新穎的微帶三模諧振器,由該諧振器構成的微帶濾波器具有較寬的通帶以及較好的帶外抑制。對傳統(tǒng)的單模微帶環(huán)形諧振器結構進行優(yōu)化,使諧振器在通帶內具有三個諧振點,并且在通帶邊緣有四個對稱衰減極點。引入的階梯阻抗諧振單元使得微帶三模諧振器具有良好的帶外抑制。依據傳輸線原理對寬阻帶三模諧振器進行了分析,并完成了中心頻率為1090mhz的寬阻帶帶通濾波器設計和加工,其實際測試結果與軟件仿真結果具有良好的一致性。

信號發(fā)生電路是靜電懸浮轉子微陀螺系統(tǒng)的重要組成部分。介紹了dds信號發(fā)生電路的原理及基本構成和微陀螺信號電容檢測的要求、特點以及主要技術指標,并根據具體帶寬、中心頻率的要求,設計了具有不同參數的有源濾波電路。通過電路模擬仿真實驗表明了該電路的可行性之后,在具體實驗的操作過程中,成功濾去了dds信號發(fā)生電路所產生的低頻直流偏置和高頻噪聲,從而提高了電路的整體信噪比和控制精度,并為后續(xù)靜電懸浮轉子微陀螺檢測控制電路提供了較為理想的信號源。

介紹了一種終端短路式圓桿交指帶通濾波器的設計方法。根據交指濾波器的準確設計理論獲得的圓桿自電容和互電容,結合圖表得到了濾波器的最初尺寸,并結合微波電路仿真軟件對其進行了優(yōu)化、仿真。仿真結果和實際測試的結果比較一致,證明了設計方法的可行性。

本文首先對開路邊緣平行耦合微帶帶通濾波器的濾波特性進行了分析,接著使用微波仿真軟件ads對其進行了仿真。仿真時根據設計指標用ads的優(yōu)化功能對原理圖進行多次優(yōu)化,優(yōu)化時注重對多個參數實行逐個優(yōu)化,使得優(yōu)化的速度更快。通過對一中心頻率為3.05ghz帶寬為3.3%的帶通濾波器進行仿真,結果很好地滿足設計指標?；赼ds優(yōu)化設計的濾波器克服了耦合微帶濾波器的帶寬偏離指定帶寬和通帶損耗過大的缺點。使用ads軟件設計還可以避免傳統(tǒng)設計過程的繁瑣,需多次進行實驗測試,耗費原材料等缺點。

紅外遙控接收器中帶通濾波器的設計

濾波器是微波毫米波電路與系統(tǒng)中的一個重要部件.基片集成波導技術使得包括平面電路、接頭和矩形波導在內的完整電路可以平面的形式集成在標準印刷電路板上.本文將偏置介質銷釘帶通濾波器的設計方法引入基片集成波導中,實現了一個中心頻率為28ghz,相對帶寬為3.57%的基片集成波導帶通濾波器,ansofthfss的數值計算結果顯示該途徑是成功的.

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濾波器是微波毫米波電路中的重要部件。基片集成波導技術使得包括平面電路、接頭和矩形波導在內的完整電路可以以平面的形式集成在標準印刷電路板上。本文將中心介質銷釘引入基片集成波導之中,構成新型帶通濾波器。論文中分別基于金屬銷釘和介質銷釘設計了兩個帶通濾波器,ansofthfss數值結果說明這兩種方式構成的濾波器均能較好地滿足設計指標,說明文中的方法是行之有效的。

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基于傳統(tǒng)三角形雙模貼片微帶帶通濾波器,提出了一種新型的貼片上開槽的等腰三角形雙模帶通濾波器.在等腰三角形貼片諧振器內部挖出一個t形槽,并對其進行了優(yōu)化,優(yōu)化后的濾波器能在通帶兩側都產生衰減極點,提高了阻帶的抑制能力,同時保證了濾波器的小型化.對該結構進行仿真,仿真結果表明通帶的中心頻率為5ghz,與實測結果相一致.

簡要介紹了微帶抽頭線發(fā)夾型濾波器設計理論,詳細闡述了如何利用ads軟件來設計、仿真和優(yōu)化微帶抽頭線發(fā)夾型帶通濾波器。結合具體實例驗證了用cad軟件設計微帶帶通濾波器的可行性。

為保證ipm工作于安全區(qū),根據過電壓產生的機理,在apf主回路電路及線路雜散寄生電感已確定時,采用并行多目標優(yōu)化方法選擇吸收電路參數。實踐證明,優(yōu)化的ipm低電感吸收保護電路綜合性能好,成本低,吸收保護電路和低電感疊層母線設計的主電路的裝置運行安全穩(wěn)定,工程應用價值高。

階梯阻抗諧振器高低阻抗微帶線直線連接,實現輸入輸出強耦合需要減小和方形環(huán)雙模諧振器之間的耦合距離,距離過小會造成實物加工困難。為此,提出了高低阻抗微帶線垂直連接且在連接處輸入輸出的方式,使高低阻抗微帶線都能與方形環(huán)諧振器耦合,且輸入和輸出也能耦合,加大了階梯阻抗諧振器和方形環(huán)諧振器的耦合以及輸入和輸出的直接耦合。仿真結果表明,該方法在提高濾波器性能的同時減小了電路尺寸。

圓桿耦合交指,梳狀帶通濾波器機助設計

提出了一種新型的用于心電信號檢測的帶通濾波器。心電信號是常見的生物電信號,低頻達到0.1hz,高頻分量超過100hz,其檢測電路中需要一個0.1—100hz的帶通濾波器。由于0.1hz的低截止頻率和片上電容、電阻值的限制,采用傳統(tǒng)濾波器設計方法很難達到設計要求。為尋找結構簡單而性能達標的濾波器結構,引入了電流舵技術,用低通濾波器和高通濾波器串聯的方式,使用不超過10kω的電阻和不超過6pf的電容就可以實現低達0.0267hz的截止頻率。該濾波器在smic0.18μm工藝下進行設計與仿真,經過仿真驗證,該濾波器在1.8v工作電源的情況下獲得了0.0267202hz的通頻帶,低于168μv的輸入參考噪聲;0.1—100hz頻帶內相移小于±30°,帶內波動小于1db,濾波器整體功耗為311nw。該濾波器結構簡單,所需電阻電容值小,具有低噪聲、低功耗的特點。

在通帶附近引入傳輸零點可以得到具有良好帶外抑制特性的帶通濾波器。提出了一種新型的接地開口諧振單元并提取了該單元結構的等效電路模型。通過與電磁仿真結果對比,證明了對單元結構分析的準確性與提取等效電路模型的有效性。結果表明,該諧振單元在高頻段引入了一個傳輸零點。同時,在基本不影響通帶中心頻率的前提下,可以通過改變部分結構參數來調整該傳輸零點的位置進行靈活設計。最后,利用3個單元結構的級聯設計具有良好通帶特性及帶外抑制特性的帶通濾波器。對濾波器進行了仿真、加工及測試,測試結果與仿真結果有良好的一致性。

設計了一種與傳統(tǒng)發(fā)夾型濾波器不同的窄帶帶通濾波器.通過在振蕩器上加載一段開路短截線,并在短截線的中心減去一個小方形作為微擾元件,得到需要的窄帶頻率響應.使用全波電磁仿真軟件ansofthfss進行仿真優(yōu)化,設計出了中心頻率為2.64ghz、帶寬為20mhz的窄帶濾波器.實測結果與仿真結果基本一致.