研究目的
设计并分析一种基于互补开口谐振环的紧凑型带阻滤波器,建立简化的等效电路模型以实现参数提取的数学方法,并研究尺寸变化对滤波器特性的影响。
研究成果
成功设计、仿真并制作了一款基于紧凑型CSRR的带阻滤波器,在2.4GHz频段实现了有效抑制。该滤波器采用仅含三个集总元件的等效电路模型,能较好地逼近实际滤波特性。参数分析表明通过改变CSRR尺寸可实现频率调谐功能。实测结果与仿真数据吻合良好,但在高频性能方面仍需改进。
研究不足
等效电路模型假设系统无损耗,因此未考虑的损耗会导致阻抗出现轻微失配。高频通带区反射较大,仍有改进空间。实测结果中的纹波可能源于电缆损耗。
1:实验设计与方法选择:
本研究通过在微带传输线接地板蚀刻互补开口谐振环(CSRR)来设计带阻滤波器?;诜抡娴玫降腟参数和阻抗特性推导等效电路模型,并采用逐步数学方法从仿真结果中提取电路参数。
2:样本选择与数据来源:
滤波器设计在具有特定尺寸的FR-4基板上完成。仿真数据(S参数和阻抗)通过CST软件获取。
3:实验设备与材料清单:
FR-4基板(介电常数4.3,厚度1.6毫米)、微带线、CSRR结构。制备与测量使用矢量网络分析仪(Keysight N9914A)。
4:3,厚度6毫米)、微带线、CSRR结构。制备与测量使用矢量网络分析仪(Keysight N9914A)。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:在CST Microwave Studio中设计滤波器几何结构,仿真获取S参数和阻抗曲线,通过数学方法提取电路参数,制备滤波器实物,并使用矢量网络分析仪测量性能。
5:数据分析方法:
分析S参数(反射系数与传输系数)及阻抗曲线。运用数学方程推导等效电路的集总元件值(电感、电容),对比仿真结果、电路仿真结果与实测数据。
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Vector Network Analyzer
N9914A
Keysight
Used to measure reflection coefficient, transmission coefficient, and 3-dB bandwidth of the fabricated filter.
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Microwave Studio
CST MWS
Computer Simulation Technology
Used for design simulation of the band-stop filter to obtain S-parameters and impedance curves.
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Design Studio
CST DS
Computer Simulation Technology
Used for circuit simulation of the equivalent model derived from the filter design.
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FR-4 Substrate
Dielectric material used for fabricating the microstrip transmission line and CSRR structure.
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