可变带宽YIG调谐带阻滤波器仿真设计.pdf

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1、可变带宽YIG调谐带阻滤波器仿真设计王津丰，谌贵和，刘进(西南应用磁学研究所，四川绵阳621000)摘要：为了提高电子仪器、设备的抗干扰能力，适应日益复杂的空间电磁环境，给出了一种新型的可变带宽YIG调谐带阻滤波器设计。通过磁路结构、耦合模式、驱动电路设计、仿真和优化，采用自屏蔽同体磁路、稳恒直流磁场、双路对称级联耦合和数字控制及补偿技术，在6~12GHz频率范围，实现了一40dB阻带宽度0～20MHz范围任意可调。使用中可通过数字控制端口便捷选择原阻带带宽模式、可变带宽模式或双阻带模式等三种典型的工作模式，抑制不同频率和频宽的大信号阻塞干扰。关键词：带阻滤波器；可变带

2、宽；YIG调谐；仿真设计中图分类号：TN713．5文献标识码：A文章编号：1001．3830(2013)05。0049．05SimulationdesignofvariablebandwidthYIG-tunedbandrejectionfilterWANGJin—feng，CHENGui—he，LIUJinSouthwestInstituteofAppliedMagnetics，Mianyang62100&ChinaAbstract：Inordertoimprovetheanti-interferenceabiliWofelectronicinstrumentsand

3、equipment，toadapttoincreasinglycomplexspaceenvironment，thispaperpresentsanewkindofvariablebandwidthYIG-tunedbandrejectionfilter．Basedonsimulationandoptimizationofmagneticcircuitstructure，couplingmodel，drivercircuitandbyapplyingsteadyDCmagneticfield，selfshieldingintegratedmagneticcircuit，

4、andtwo-waysymmetricalcascadecouplinganddigitalcontrolandcompensationtechniques，YIG—tunedfilterisrealizedwith0to20MHzvariblebandwidthof40dBstopbandwidthin6to12GHZfrequencyrange．Withthedigita1controlport．threetypicalworkmodesincludingstopbandbandwidth，variablebandwidthanddualstopbandCanbes

5、electedtorejectlargesignalblockinterferencofdiferentfrequencyandfrequencywidth．Keywords：bandrejectionfilter；variablebandwidth；YIG·tuning；simulation；design带宽度可调YIG调谐带阻滤波器，适用于抑制不1引言同频率和频宽的大信号阻塞干扰。现代环境中充斥着各种频率的微波信号，其频2原理与设计方案率范围宽、信息频谱复杂，当这些信号超出电子系统中器件的动态范围，或改变了器件的偏置，从而2．1YIG带阻滤波器原理使接收机灵敏度显著

6、下降，有用信号的增益显著下YIG带阻滤波器是基于YIG小球的铁磁共振降，即发生阻塞干扰，严重影响电子仪器与设备正原理工作的。图1为单阶YIG调谐带阻滤波器工常工作⋯。YIG调谐带阻滤波器具有工作频率范围作原理简图。当输入微波场频率CO与旋磁材料宽、阻带深度深等特点，能够有效阻隔不需要(干('fig单晶小球)磁矩m绕外磁场的进动频率扰)信号，提高仪器设备的抗干扰能力。然而当需∞o一致时，微波耦合系统发生铁磁共振，形成耦要抑制不同频率和频宽的干扰信号时，传统的YIG合吸收响应即带阻响应。当∞≠co0时，微波耦合系调谐带阻滤波器就不能满足要求。本研究设计的阻统工作频段内呈直通

7、状态，输入的所有微波信号从A向B传输。收稿日期：2013．03．27修回日期：2013．0712通讯作者：王津丰E-mail：greenhawk@163．corn磁性材料及器件2013年9月49Z产生⋯稳恒直流磁场，当高Q值旋磁材料磁矩绕外磁场进动的频率coo和微波磁场频率CO一致时，YIG单晶小球强烈地吸收电磁场能量，形成阻带响应J。在磁路的磁极头上开一分路槽，设置一调频线圈L于该磁分路上。通过调谐驱动加载一稳恒电流到调谐线圈Lo，为滤波器提供调谐主磁场J；通过调频驱动加载一稳恒电流变量，1到调频图1单阶YIG带阻滤波器工作原理线圈L，