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微波電路設(shè)計(jì)及應(yīng)用實(shí)踐 : 微波低通濾波器的設(shè)計(jì) 階梯阻抗低通濾波器設(shè)計(jì)近似理論 對于長度為 l(βl?),特性阻抗為 Z0的傳輸線,其負(fù)載阻抗為ZL,則輸入阻抗公式為: )s i n()c os ()s i n()c os ()()(000000lZZjlljlZZZltgjZZltgjZZZZLLLLin????????????對于負(fù)載阻抗為 ZL特性阻抗為 Z0的傳輸線,則輸入阻抗公式為: )()c o s ()s i n ()c o s ()s i n ()c o s ()s i n ()c o s (000000 ltgjZZlljlZZZlZZjlljlZZZZ LLLLin ???????????????由上式可以看出,當(dāng)負(fù)載阻抗遠(yuǎn)小于傳輸線特性阻抗的時候,傳輸線端接以負(fù)載阻抗,近似于一個電感和負(fù)載 ZL串聯(lián)。 對于負(fù)載阻抗為 ZL特性阻抗為 Z0的傳輸線,則輸入阻抗公式為: )s i n()c os ()c os ()s i n()c os ()s i n()c os (000000lZZjllZZZlZZjlljlZZZZLLLLin????????????對應(yīng)的輸入導(dǎo)納為: )(11)c os ()s i n()c os (10000ltgZjZlZZlZZjlZYLLLin ????????由上式可以看出,當(dāng)負(fù)載阻抗遠(yuǎn)大于傳輸線特性阻抗的時候,傳輸線端接以負(fù)載阻抗,近似于一個電容和負(fù)載 ZL并聯(lián) 。 綜上所述,低通濾波器可以由級聯(lián)的微帶高、低阻抗線構(gòu)成。通常高阻抗線取大于 100歐,低阻抗線取小于20歐( 阻抗在設(shè)計(jì)的時候是首先自選定 )。電感段、電容段微帶線的長度可以通過下面的公式近似求得: 通過 linecalc工具求出對應(yīng)高低阻抗微帶線的 有效介電常數(shù) ,根據(jù)上面的公式求出對應(yīng)的 導(dǎo)播波長 ,以及相應(yīng)的高低阻抗線的長度 . 電感段微帶線的長度 電容段微帶線的長度 其中 Ro為阻抗阻抗變換值(通常選擇 50歐系統(tǒng)), L, C為低通原型參數(shù)值 e f fggcL o wL o wgLh i g hh i g hRCZlRCZlZLRlZLRl?????????0000022???????微帶線的導(dǎo)波波長 : 設(shè)計(jì)的流程 1 、確定設(shè)計(jì)的指標(biāo) ,計(jì)算對應(yīng)的微帶高、低阻抗線的寬度、長度 4 .建立濾波器仿真模型 /仿真 例子:設(shè)計(jì)一個階梯阻抗低通濾波器,其通帶波紋為 ,截止頻率為 2GHz, 要求在 4GHz頻率處插入損耗小于- 30dB,濾波器的特性阻抗為 50歐,高阻抗線 取 120歐,低阻抗線取 20歐,基板的高度 h=,相對介電 常數(shù)為 , 微帶厚