微波濾波器設(shè)計(jì)培訓(xùn)教程(編輯修改稿)
2025-02-03 12:59 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 、帶狀線濾波器 ? 同軸腔體濾波器 ? 波導(dǎo)濾波器 ? 介質(zhì)濾波器 同軸諧振腔濾波器 ? 其結(jié)構(gòu)排列比較靈活，適合于 100MHz－ 40GHz頻段帶通濾波器的設(shè)計(jì)，在當(dāng)今移動(dòng)通信頻段領(lǐng)域使用最多的當(dāng)是同軸腔，它的基本原理是根據(jù)四分之一開路線和二分之一短路線所等效的 LCR諧振電路。在實(shí)際的產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)中，我們使用了改進(jìn)的雙同軸 UIR(均勻阻抗匹配 )四分之一波長(zhǎng)諧振結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)通用，易于開發(fā)移植，適用移動(dòng)通信全頻段；調(diào)節(jié)范圍大，對(duì)公差要求不高，非常適于初等產(chǎn)品的低成本生產(chǎn)；功率容量大，采用電耦合輸入輸出，所以產(chǎn)品一致性和穩(wěn)定性很好。 ? 主要由諧振腔、諧振導(dǎo)體、調(diào)諧釘組成 無加載電容 ? 濾波器的結(jié)構(gòu) ? 濾波器的結(jié)構(gòu) 微波帶通濾波器的設(shè)計(jì) ? 濾波器的特性與濾波器的設(shè)計(jì)關(guān)系很大，濾波器的抑制特性一般采用三種設(shè)計(jì)函數(shù)： 巴特沃斯函數(shù)； 切比雪夫函數(shù)； 橢圓函數(shù)，其中切比雪夫函數(shù)最為常用。濾波器的損耗近似計(jì)算公式為： L≈ f0 ∑g k /（ BW Q） 。一般來說，濾波器的特性存在以下規(guī)律： ? a) 濾波器的級(jí)數(shù)越多，帶外衰減越快； ? b) Q值越高，損耗越小； ? c) 通帶帶寬越寬，損耗越小； ? d) 工作頻率越高，損耗越大； 微波帶通濾波器的設(shè)計(jì) ? 設(shè)計(jì)微波帶通濾波器的一種常用的方法是從集中元件的低通原型出發(fā)，經(jīng)過頻率變換，導(dǎo)出集中參數(shù)耦合諧振器帶通濾波器的設(shè)計(jì)公式，然后用微波結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)這些耦合結(jié)構(gòu)和諧振器，從而得到微波帶通濾波器。 ? 首先根據(jù)濾波器的頻率和阻帶抑制要求選定合適的低通濾波器原型。 ? RF濾波器綜合過程 濾波器的 技術(shù)指標(biāo) 頻率變換 低通原型傳遞特性 低通原型綜合 低通原型元件值 頻率變換 實(shí)際濾波器元件的歸一化值 阻抗變換 反歸一化 實(shí)際濾波器真實(shí)元件值 衰減特性圖 低通原型元件數(shù)值表 ? 從下圖 (a)只有一種電抗元件的低通原型出發(fā)，經(jīng)過低通到帶通的頻率變換，即可得到所需要的設(shè)計(jì)公式。 ? 圖（ b）是經(jīng)過圖（ a）的頻率變換得到的，圖中的 Lrj,Crj是第 j個(gè)諧振器并聯(lián)的電感和電容， j01 是個(gè)諧振器間的導(dǎo)納變換器，用他們是并聯(lián)的諧振器相互耦合起來，從而構(gòu)成了帶通濾波器。 ? 上圖（ b）中的導(dǎo)納變換器可以用圖（ c）的電路來替換后，電路變成圖（ d）。 ? 圖（ c）中的串聯(lián)電容就是圖（ d）中的耦合電容C j, j +1 ，其并聯(lián)的負(fù)電容必須合并到相鄰的并聯(lián)諧振器的正電容內(nèi)，使的電路的總電容為正，即為電容 C j 。 ? 經(jīng)過計(jì)算可得： ? 相鄰兩個(gè)諧振器間的耦合系數(shù)： ? 計(jì)算得出各諧振器之間的耦合系數(shù)以后，通過用Ansoft HFSS進(jìn)行物理結(jié)構(gòu)仿真，從而得出實(shí)際的尺寸結(jié)構(gòu)。 設(shè)計(jì)實(shí)例 ? 技術(shù)指標(biāo) ? 工作帶寬： 825835MHz ? 插入損耗： ≤ ? 帶內(nèi)波動(dòng)： ≤ ? 帶外抑制： FC177。 10MHz≥40dB
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