【正文】 線交叉指狀帶通濾波器，其各指的寬度 kW 和“指間距” Sk,k+1可以查曲線（附錄圖 1— 圖 8）而得。 。為濾波器通帶中心頻率對應(yīng)之波長）。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 14 頁 共 38 頁 7 板線交叉指狀帶通濾波器的設(shè)計 7． 1 板線交叉指狀帶通濾波器的設(shè)計的簡單原理 板線交叉指狀帶通濾波器的的結(jié)構(gòu)如圖 9 所示。 只有在對濾波器相位 —— 頻率關(guān)系的非線性度有較高的要求時，才考慮是否取最大平滑式。多層陶瓷微波濾波器由于具有體積小、重量輕和性能好等諸多優(yōu)勢，在通信系統(tǒng)、家電系統(tǒng)等領(lǐng)域受到了越來越多的重視。目前對高溫超導(dǎo)濾波器的研制開發(fā)結(jié)果表明它具有很大的應(yīng)用潛力。 變?nèi)莨茈娬{(diào)諧微波帶通濾波器 微波濾波器是隨著微波技術(shù)的發(fā)展而應(yīng)用日益廣泛，它工作于高頻段，具有與一般濾披器不同的結(jié)構(gòu)和特點。不管采用哪種材料，通帶寬度的設(shè)計應(yīng)留有充分的溫度裕量。但傳統(tǒng)的設(shè)計，不論是由電感銷釘還是電感膜片構(gòu)成的濾波器中，均有如下問題：其一是必須選標(biāo)準(zhǔn)的矩形波導(dǎo)管，這樣就使濾波器的結(jié)構(gòu)死板，并且兩端的聯(lián)連必須用法蘭，若直接與同軸波導(dǎo)轉(zhuǎn)換一體加工，則不能分別調(diào)試；其二是諧振單元本身，由于邊長和高度是固定的，不能得到最佳 Q值；其三是加工工藝使腔壁 變形和內(nèi)壁污染造成不希望的損耗。這種結(jié)構(gòu)往往造成內(nèi)腔壁污染、腔體高溫變形以及耦合不可微調(diào)等缺點。改變耦合點的位置可使回波損耗曲線最佳。這種設(shè)計加工復(fù)雜，往往需采用數(shù)控線切割機(jī)加工，造成成本高、周期長，且終端平扳電容在頻率高時不如終端同軸電容合理。各加工件表面均電鍍銀。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 5 頁 共 38 頁 5 濾波器的新結(jié)構(gòu)的介紹 同軸腔 900MHz 濾波器 在移動通信系統(tǒng)中，為了擴(kuò)大覆蓋區(qū)域或解決“暗區(qū) ” 問題，需建立直放站。進(jìn)入的 信號將激勵這些濾波器中的一個，并僅僅在那條通道上建立起輸出。通常預(yù)選濾波器在重要的頻帶上是可以調(diào)協(xié)的。 ⑶帶通濾波器 它能通過某一個較低截止頻率到某一個較高截止頻率范圍內(nèi)的波的能量，而抑制此兩個頻率范圍之外的所有能量的通過。這樣就構(gòu)成了與這些名稱相對應(yīng)的濾波器，例如波德瓦爾茲濾波器、切比雪夫濾波器等等。 本文簡單介紹了一下濾波器的分類和一些新結(jié)構(gòu)濾 波器，著重介紹了最簡單的帶通濾波器的設(shè)計 —— 板線交叉指狀帶通濾波器的設(shè)計。 濾波器在許多射頻 /微波的應(yīng)用中扮演了重要角色。從低通原型開始．經(jīng)頻率變換導(dǎo)出各種電路網(wǎng)絡(luò)，然后再用微波結(jié) 構(gòu)實現(xiàn)之。他們可能在各種不同的傳輸光結(jié)構(gòu)中被實現(xiàn) ,像是波導(dǎo)，同軸電纜和微波傳輸帶。于是在 1924～ 1941 年間，法斯特爾、達(dá)林頓、考爾、比羅基和柯色等人，先后又解決了已知的系統(tǒng)阻 抗函數(shù)和其他轉(zhuǎn)移函數(shù)來實現(xiàn)實際網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計方法。 現(xiàn)代通信技術(shù)中，廣泛地應(yīng)用了聲提波晶體濾波器、陶瓷濾波器、梳狀濾波器、高溫超導(dǎo)濾波器等等。 ⑴預(yù)選濾波器 在所有高靈敏度的接收機(jī)的輸入端，都需要預(yù)選濾波器。不需要的邊帶抑制不充分，就會引起不希望有的拍頻。為了改善對目標(biāo)的操縱和探測能力，需要一些特殊性能的設(shè)備，而窄帶濾波器是關(guān)鍵的器 件。 根據(jù)帶通濾渡器設(shè)計的方法，一般有四腔、六腔和七腔濾波器。 梳狀濾波器 梳狀濾波器是另一類應(yīng)用廣泛的傳統(tǒng)帶通型式。工作頻率可在 ～ 2． 6CHz上調(diào)協(xié)。另外輸入、輸出 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 8 頁 共 38 頁 耦合也必須可調(diào)以使各頻點的回波損耗最佳。內(nèi)導(dǎo)體也可與腔體加工成一體，其精度高、一致性好，蓋板應(yīng)有定位孔使電容同心度好，容易調(diào)試。圖 7和圖 8分別是 8G赫茲頻段濾渡器的典型結(jié) 構(gòu)圖和電氣曲線圖。另外，傳統(tǒng)分析方法中用橫截面孔的等效電路模型作為側(cè)面耦合孔的等效電路模型是不合理的，因此建立了腔間側(cè)面孔的等效集總參數(shù)電路模型。 高溫超導(dǎo)微波帶通濾波器 微波帶通濾波器是一種應(yīng)用很廣泛的微波器，以往使用的常溫導(dǎo)體微波器件體積大、成本高，噪聲隨頻率升高很快，這對衛(wèi)星通訊等多級放大的遠(yuǎn)距離通信來說影響比較大，熱噪聲會引起信號畸變，經(jīng)多級放大和遠(yuǎn)距離通信后，失真加 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 12 頁 共 38 頁 重，信號傳輸?shù)臏?zhǔn)確性下降，影響接收效果。它廣泛應(yīng)用于通信系統(tǒng)、電力系統(tǒng)和家電系統(tǒng)等領(lǐng)域。 一般情況下均取切比雪夫式。若 n非整數(shù)，則可取下一個較大整數(shù)。 金屬條 —— 簡稱“指” —— 的厚度均為 t，而板線上、下蓋板之間的距離為 b。 在圖 11 中， Ck(k=0， 1， 2，?? n+1)稱為每一個指的“自電容”，Ck,k+1(k=0,1,?? n)稱為指之間的“互電容”， Wk(k=0， 1， 2，?? n+1)稱為每個指的“寬度”， SK,K+1(k=0,1,?? n)稱為“指間距”。 計算濾波器通帶內(nèi)的有功損耗，看是否超過允許值 濾波器通帶中心頻率處的有功損耗為： 有功L = ?????niu gQW 1 1 （ db） 式中 W = 2 12 ww? uQ ：為每個諧振腔的無載 Q 值 uQ 。對于空氣有 r? =1。如果任何一個求出的 ? ?btbW K /?? ，則 KW 之值應(yīng)修正為 ?KW 值， 修正值： ? ?? ? // BWbtbW KK ???? 側(cè)壁間距離 L L= 4/0? ， 0? 為濾波器通帶中心頻率對應(yīng)之波長。 同軸線一板線的連接 ①同軸線為 50— 7同軸線，板線尺寸為 b=16， t=:如圖 12所示的變換。即 1L ? b 此時兩端蓋板對濾波器性能的影響可以忽略不計。超導(dǎo)材料的微波特性及其應(yīng)用 ,1991年全國微波會議論文集．西安 ,1991 7 顧其凈，項家楨．袁孝康．微波集成電路設(shè)計 ,北京 ,人民郵電出版社， 1978 8 馬延爽 , 微波帶通濾波器的新結(jié)構(gòu) , 無線電通信技術(shù) ,1997 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 27 頁 共 38 頁 9 吳小燕，覃亞麗，許佳，陸德龍，王劍強(qiáng) , 多層陶瓷微波濾波器的設(shè)計 , 浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報 ,20xx 10 格里維 ,高頻傳輸線的物理基礎(chǔ) [M],上海 ,上海科學(xué)技術(shù)出版社， 1984 11 盛振華 ,電磁場微波技術(shù)與天線 [M],西安 ,西安電子科技大學(xué)出版社，1997 12 威庚廉斯 ,電子濾波器設(shè)計手冊 [M],北京 ,電子工業(yè)出版社， 1986 13 JiaSheng Hong, M. J. Lancaster Microstrip Filters for RF/Microwave Applications. John Wiley amp。 10db 的切比雪夫式濾波器特性 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 38 頁 共 38 頁 圖 12 切比雪夫濾波器低頻等效梯形網(wǎng)絡(luò)中的各元件數(shù)值表 。 01db 的切比雪夫式濾波器 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 29 頁 共 38 頁 圖 2 通帶內(nèi)起伏為 0。 決定取 b=16， t=(毫米 ) 當(dāng) f=， ? = 66 0 ???? m ?? 則板線諧振器的無載 Q植 UQ 為： 3 94 4 3??????? ?????????uQ 則通帶內(nèi)的有功損耗為： ? ? dbL 3 1 4 7 3 1 9 4 40 0 8 ???????有功 故濾波器通帶內(nèi)插入衰減的最大值 =+=,滿足使用要求。 圖 12 50—— 7 同軸線到 b=16， t= 的板的線的過渡 ② 同軸線為 50— 7 同軸線，板線尺寸為 b=8， t=：如圖 13 所示，采用了一個補(bǔ)償間隔，同軸線內(nèi)導(dǎo)體直接和輸入線 0W 相聯(lián)。 指長 l 濾波器中各指（ 1， 2，?? n）的長度均為 l，它可由實驗方法最后確定，因為 ldlfdf // 00 ?? 故 ldlfdf /00 ?? l可先取得比 4/0? 稍短一、二個毫米，然后用實驗方法測出濾波器通帶位置，并利用上式，只需一，兩次實驗，即可以找到合適的 l，使濾波器通帶位于預(yù)定的位置上。求出的為 bS KK /1?， ，因 b 已知，故 Sk,k+1可知。 1g ：濾波器低頻 等效梯形網(wǎng)絡(luò)中元件的數(shù)值。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 15 頁 共 38 頁 圖 9 交叉指狀帶通濾波器 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 16 頁 共 38 頁 圖 10 交叉指狀帶通濾波器