【文章內(nèi)容簡介】 )211fk???? (24)212f 其中：“+ ”表示磁耦合， “”表示電耦合。利用仿真軟件求出相鄰諧振器對應(yīng)的耦合系數(shù)，然后采用曲線擬合的方式求出耦合間距的大小，通過HFSS仿真軟件，提取得到諧振器間的耦合系數(shù)。對于相鄰諧振器間的每一個間距s，都可以通過式(23)和(24)和仿真軟件得到兩諧振器的耦合系數(shù)值，改變諧振器間的耦合間距s，可得到兩個諧振器間距離和耦合系數(shù)的關(guān)系曲線，諧振器間的距離和耦合系數(shù)關(guān)系曲線可用來確定諧振器間的相對位置。 微波濾波器的基本設(shè)計參數(shù) (1)中心頻率、截止頻率、歸一化頻率：對于低通濾波電路和高通濾波電路，ω c 表示截止頻率；對于帶通濾波電路和帶阻電路，ω c 表示中心頻率，歸一化的頻率 Ω是一個量綱的量， (25)c??? 對于低通濾波電路和高通濾波電路，歸一化截止頻率為1；對于帶通或者帶阻濾波電路，歸一化中心頻率為1。采用歸一化頻率可以簡化對濾波器電路的設(shè)計過程。 (2)插入損耗：在理想情況下，處于射頻電路中的理想濾波器，在其工作的通帶內(nèi)不會引入任何的損耗。然而，這在實際應(yīng)用中，我們是沒有辦法消除濾波器固有損耗的。插入損耗定量地描述了功率響應(yīng)幅度與0dB基準的差值，其數(shù)學表達為： （26）??21010logloginLinPI ??? 其中，P in是濾波器從信號源得到的輸入功率， PL是濾波器向負載輸出的功率， 是從信號源向in?濾波器看進去的反射系數(shù)。 (3)波紋系數(shù)：波紋系數(shù)表示在通帶內(nèi)信號響應(yīng)的最大值和最小值的差值，單位通常為dB或奈培(Napier)。 (4)頻帶帶寬：對于帶通濾波器，定義為濾波電路的通帶內(nèi)達到10dB衰減對應(yīng)的高端截止頻率和低端截止頻率的差值?？杀硎緸椋? (27)dBlhdBffW1010??其相對帶寬 FBW 定義為 10dB 帶寬與通帶中心頻率的比值，可表示為： (28)01/fFdB (5)矩形系數(shù)：定義為 60dB 帶寬與 3dB 帶寬的比值，它描述了濾波器在截止頻率附近響應(yīng)曲線變化的陡峭程度。理想濾波器的矩形系數(shù) ，在實際應(yīng)用中，這種濾波器是不可能實現(xiàn)的，因而要?S求矩形系數(shù)越接近于 1 越好。 （29 ）dBlhdBffWSF360360?? (6)阻帶抑制：在理想情況下，希望濾波器在阻帶頻段內(nèi)具有無窮大的衰減量。但在實際的應(yīng)用中，我們只能得到與濾波器元件數(shù)目相關(guān)的有限的衰減量。所以需要定義阻帶抑制參數(shù)，在實際情況中，為了使阻帶抑制與矩形系數(shù)建立聯(lián)系，定義阻帶抑制為60dB。 (7)品質(zhì)因數(shù)：定義為在諧振頻率下，平均儲能和一個周期內(nèi)的平均消耗能量之比。濾波電路的品質(zhì)因數(shù)Q可以用公式表示為: (210)0lostred??PWQ 其中ω 0為 濾波器的諧振頻率，W stored為一個周期內(nèi)的平均儲能，P loss為單位時間內(nèi)的平均耗能。功率損耗通常被定義為是外接負載上的和濾波器本身的功率損耗之和，有載品質(zhì)因數(shù)Q LD即以此來定義，表示為： (211)EFLDQ1??式中，Q F濾波器的固有品質(zhì)因數(shù)， QE為濾波器的外界品質(zhì)因數(shù)。第3章 階梯阻抗諧振器（SIR） SIR的基本結(jié)構(gòu)SIR是由兩個或兩個以上具有不同特性阻抗的傳輸線組合而成的橫向電磁場或準橫向電磁場模式的諧振器。SIR 常用的有三種基本結(jié)構(gòu)，它們分別對應(yīng)的是 λg/4型、 λg/2型和 λg型SIR。這三種結(jié)構(gòu)都包括了由開路端、短路端和它們之間的階躍結(jié)合面，λ g/4型 、 λg/2型和 λg型SIR能分別被看成是由1個、2個、4個基本單元組成 [13]。其基本結(jié)構(gòu)如圖所示。 (a) λg/4型 (b) λg/2型 (c) λg型開路面 173。173。173。173。173。173。173。173。173。短路面 SIR的基本結(jié)構(gòu)，在傳輸線開路端和短路端之間的特性阻抗和等效電長度分別為Z Z2和θ θ2。表征SIR的電學參數(shù)的是兩段傳輸線阻抗Z 2 和Z l 的比值，定義如下：阻抗比 。/RZ? λ g/2型SIR的基本結(jié)構(gòu)和特性 本節(jié)將討論 λg/2型SIR 的基本結(jié)構(gòu)和特性，在實際的應(yīng)用中 λg/2型SIR比 λg/4型SIR 用于更多的射頻器件。這是由于 λg/2型SIR是由帶狀線和微帶線結(jié)構(gòu)組成，允許有更廣的集合結(jié)構(gòu)形式，且和有源器件有很好的兼容性。 λg/2型SIR 的一些結(jié)構(gòu)變化（a）直線型 （b）發(fā)夾型 （c）環(huán)型（d）具有內(nèi)部耦合的發(fā)夾型 （e ）具有內(nèi)部耦合的環(huán)型 g/2型SIR的幾種典型的不同結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)(a) 、(b)、(c)雖然在幾何形狀上分別為線狀、U型(發(fā)夾)和環(huán)狀，但從電拓撲觀點看，它們是等效的。(d）中的諧振器具有和(b) 相似的u型結(jié)構(gòu)，但它具有內(nèi)部耦合線，利用它們的開路端，使之微型化。圖(e)是圖 (d）的改進結(jié)構(gòu)，為進一步微型化，間距因素被明顯地擴大了。該圖顯示出λ g/2型SIR 的電路版圖和耦合電路集成化有很大的靈活性 [13]。以λ g/2型SIR諧振器為研究對象，由開路端看進去的輸入導納Y in，根據(jù)文獻[11] ，可以表示為： (31)2122122in tan)()tan)(t( taj ??zz zz RR???? 取 得諧振條件為： 0in?Y (32)2112ztan??Z從式(31) ，我們能理解 SIR的諧振條件取決于θ θ2和阻抗比R Z。一般均勻阻抗諧振器(UIR)的諧振條件唯一地取決于傳輸線的長度，而對SIR則同時要計入長度和阻抗比。因此SIR比UIR多了一個設(shè)計的自由度。 微帶線λ g/2型SIR 基本結(jié)構(gòu) 為了設(shè)計簡單，設(shè) 可通過采用較小的 值來縮短SIR諧振器的電長度，(a) 所??21 zR示的結(jié)構(gòu)。但最大SIR長度被限定于對應(yīng)UIR長度的兩倍。在上述條件下，輸入導納和諧振條件可以分別寫為： (33) (34) ）（ z0arctnR??對于λ g/2型SIR而言，雜散響應(yīng)變得很關(guān)鍵 [14]，這要求設(shè)計時考慮更高諧振模式的雜散響應(yīng)。設(shè)基本諧振頻率和雜散諧振頻率分別為f 0、 fs fs fs3，相應(yīng)的θ分別為θ 0、 θs θs θs3。諧振時式(34)等于0，可以得到：