【文章內(nèi)容簡介】 ?? （ 26） 其中， Pin是濾波器從信號源得到的輸入功率， PL是濾波器向負(fù)載輸出的功率， in? 是從信號源向?yàn)V波器看進(jìn)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(dá)到 10dB衰減對應(yīng)的高端截止頻率和低端截止頻率的差值。可表示為： dBldBhdB ffBW 101010 ?? (27) 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： 010 / fBWF B W dB? (28) (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) 1?SF ，在實(shí)際應(yīng)用中，這種濾波器是不可能實(shí)現(xiàn)的，因而要求矩形系數(shù)越接近于 1 越好。 dBldBhdBldBhdBdBff ffBWBWSF 336060360???? （ 29） (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(shí)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(shí)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 : 0los sstor ed ??? ?? PWQ (210) 8 其中 ω0為 濾波器的諧振頻率， Wstored為一個周期內(nèi)的平均儲能， Ploss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(fù)載上的和濾 波器本身的功率損耗之和，有載品質(zhì)因數(shù) QLD即以此來定義，表示為： EFLD Q111 ?? (211) 式中， QF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)。 第三章 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(zhǔn)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， λg/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 圖 SIR的基本結(jié)構(gòu) 圖 ，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(xué)參數(shù)的是兩段傳輸線 阻抗 Z2 和 Zl 的 比值，定義如下：阻抗比 12 /ZZRZ ? 。 9 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(shí)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。 圖 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 圖 λg/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?fù)溆^點(diǎn)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(jìn)結(jié)構(gòu)，為進(jìn)一步微型化，間距因素被明顯地擴(kuò)大了。該圖顯示出 λg/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 λg/2型 SIR諧振器為研究對象，由開路端看進(jìn)去的輸 入導(dǎo)納 Yin，根據(jù)文獻(xiàn) [11]，可以表示為： 212221221212in t a nt a n)1(2)t a n1)(t a n1( )t a nt a n)(t a nt a n(2j ???? ????zzzz RR RRYY ???? ??? (31) 取 0in?Y 得諧振條件為： 2112z ta nta n ???? ZZR (32) 從式 (31)，我們能理解 SIR的諧振條件取決于 θ θ2和 阻抗比 RZ。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。 10 圖 微帶線 λg/2型 SIR 基本結(jié)構(gòu) 為了設(shè)計簡單，設(shè) ??? ?? 21 可通過采用較小的 zR 值來縮短 SIR諧 振器的電長度，即采用圖(a)所 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(dǎo)納和諧振條件可以分別寫為： (33) ）（ z0 a rc ta n R?? ?? (34) 對于 λg/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 f0、 fs fs fs3，相 應(yīng)的 θ分別為 θ0、 θs θs θs3。諧振時 式 (34)等于 0，可以得到： 2s1 ?? ? 0s2 )(a r c ta n ??? ???? zR （ 35） ?? ?s3 由式 (35)得到各雜散頻率與基本頻率之比分別為： z0s10s1 R2 a rc ta nff ??? ?? ?????????????????????0s10s30s30s10s20s2ff2ff1ff2ff???? （ 36） 從 (36)式可以看出，各雜散頻率的位置由阻 抗率 Rz決定，通過調(diào)節(jié)阻抗 比 Rz可以很方便地控制?? ?? 4z2z2zz2zz2in tantan)1(2 tan)tan)(1(2j RRRR RRYY ????? ??? 11 各雜散頻率的位置，這是 SIR一 個比較重要的特點(diǎn)。 圖 各雜散頻率與基本諧振頻率昀比值隨阻抗比 zR 的變化曲線，由曲線可知： 圖 阻抗比與歸一化雜散頻率的關(guān)系 2ff12ff12ff10s1z0s1z0s1z??????時，當(dāng)時，當(dāng)時，當(dāng)RRR