Research on Compact High-Performance Multi-Function Microwave Components

紧凑型高性能多功能微波器件的研究

• 批准号: 21F20731
• 负责人: 馬 哲旺
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Saitama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21F20731/
• 关键词: 無線通信; マイクロ波回路; 高性能; 多機能; 広帯域フィルタ; 電力分配器; フィルタリングパワーディバイダ; ディファレンシャル帯域通過フィルタ

近年の無線通信技術の急速な発展と応用に伴い、より小型軽量、高性能、多機能のマイクロ波回路が求められている。本研究ではフィルタやパワーデバイダ及びそれらの複合回路に関する研究を行い、回路の新規提案からその設計手法の構築まで完成させる。主な研究成果は以下の通りである。(1)三段結合線路及び先端短絡と先端開放のスタブを用いた新しい小型広帯域通過フィルタ(BPF)を提案し、伝送線路と偶/奇モード理論に基づき、回路パラメータを算出した。設計した広帯域BPFは74%の比帯域幅、通過域内7個の反射零点、阻止域内6個の伝送零点を示し、急峻なスカート特性と優れたスプリアス特性を同時に達成できた。(2)新しいマイクロストリップスタブ付きデュアルモード共振器を用いて、周波数選択機能と電力分配機能を併せ持つ平衡‐非平衡型フィルタリングパワーディバイダを提案した。回路解析により設計公式を導出し、設計チャートを作成した。提案回路は通過域幅の自由な設計が可能で、3つの伝送零点より周波数選択性を著しく改善した。試作回路の測定結果は設計値と良好に一致し、所望の周波数選択特性、アイソレイション特性、及びコモンモードサプレッション特性を示した。(3)デファレンシャル広帯域BPFを提案し、その設計方法を開発した。提案構造は二つの伝送線路の間にブランチライン(または結合線路ブランチライン)を設置した構造で、差分モードとコモンモードに対し、それぞれフィルタリング機能とサプレッション機能を示す。導出した回路関数と最適化手法を用いて、計算アルゴリズムを開発し、設計に必要な回路パラメータを効率よく精確に算出できた。最後に電磁界シミュレータを用いて、マイクロストリップ構造のデファレンシャル広帯域BPFを設計し、所望の周波数選択特性及びサプレッション特性を実現した。以上の研究成果は３つの著名な国際会議で口頭発表した。

In recent years, the rapid development of wireless communication technology has been accompanied by small, high-performance and multi-functional microwave circuits. This study is aimed at the implementation of the research on complex circuits, the proposal of new design methods for circuits, and the completion of the construction. The main research results are as follows. (1)Three-segment combined line and the top of the short network and the top of the open network are used in the new small band through the BPF (BPF) proposal, the transmission line and the even/odd network theory. The design achieves 74% bandwidth amplitude, 7 reflection zeroes in the pass-through domain, 6 transmission zeroes in the stop-through domain, and high resolution characteristics simultaneously. (2)The new resonator has a function of frequency selection and power distribution, and is balanced to unbalanced. Circuit analysis and design formula are derived. The proposed loop can be designed freely through domain amplitude, and the frequency selectivity can be improved. The test results of the test circuit show good agreement with the design values, desired cycle selection characteristics, performance characteristics, and temperature characteristics. (3)The design method of BPF in different domains is developed. The proposed structure is composed of two sets of transmission lines, differential structure, differential To derive the loop closure number and optimize the method, calculate the loop closure number and design the loop closure number. Finally, the design and realization of the desired frequency selection characteristics of the BPF for the electromagnetic field are presented. The above research results were presented orally at three famous international conferences.

项目成果

Synthesis Design of Wideband Differential Bandpass Filter With Intrinsic CM Noise Rejection Using Branch-Line Configuration

• DOI: 10.23919/apmc55665.2022.9999904
• 发表时间: 2022-11
• 期刊: 2022 Asia-Pacific Microwave Conference (APMC)
• 作者: Pin Wen;Zhewang Ma;Shuangshuang Zhu;Fan Liu;M. Ohira

埼玉大学 馬・大平研究室

埼玉大学马大平实验室

Design of Wideband Bandpass Filter with Equal-Ripple Attenuation in the Passband

• DOI: 10.1109/iwem53379.2021.9790591
• 发表时间: 2021-11
• 期刊: 2021 IEEE International Workshop on Electromagnetics: Applications and Student Innovation Competition (iWEM)
• 作者: Pin Wen;Zhewang Ma;Shuangshuang Zhu;Fan Liu;M. Ohira

High selectivity balanced-to-unbalanced filtering power divider with stub-loaded dual-mode resonators

具有短截线负载双模谐振器的高选择性平衡至不平衡滤波功率分配器

• 发表时间: 2021
• 作者: Pin Wen;Zhewang Ma;Liangqiang Zhang;Fan Liu;and Masataka Ohira
• 通讯作者: and Masataka Ohira

Advanced Microwave Labs, Saitama University

埼玉大学先进微波实验室