微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)ppt課件-資料下載頁
2025-01-17 16:58本頁面
【正文】 量以了解濾波器的特性。 ? 學(xué)會(huì)使用微波軟件對(duì)低通和高通濾波器的設(shè)計(jì)和仿真，并分析結(jié)果。 二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備 項(xiàng)目 設(shè)備名稱 數(shù)量 備注 1 MOTECH RF2022 測(cè)量?jī)x 一臺(tái) 亦可用網(wǎng)絡(luò)分析儀 2 低通濾波器模組 1組 RF2KM61A，（ mod6A） 3 50Ω終端負(fù)載 1個(gè) LOAD LOAD2 4 帶通濾波器模組 1個(gè) RF2KM61A， （ mod6B） 6 MICROWAVE軟件 1套 微波電路設(shè)計(jì)軟件 7 1MΩ BNC 連接線 2條 CA CA4（黑色） 8 50Ω BNC 連接線 2條 CA CA2 (粉紅色 ) 三、理論分析 濾波器的類型 a)低通濾波器 b)高通濾波器 c)帶通濾波器 d) 帶阻濾波器 2技術(shù)參數(shù) a)插入損耗 ： 定量描述功率響應(yīng)幅度和 0dB基準(zhǔn)的差值 b)波紋 ： 描述通帶內(nèi)信號(hào)響應(yīng)的平坦度 c)3dB帶寬 ： 定義為通帶內(nèi)衰減 3dB處上邊帶頻率和下邊帶頻率之間的差值 (分?jǐn)?shù)帶寬 ) d)帶外抑制（阻帶抑制 ):在理想的情況下，希望濾波器在阻帶中具有無窮大的衰減量，但實(shí)際中只能使用有限的元件數(shù)目來實(shí)現(xiàn)濾波器，因此通常將 60dB作為阻帶計(jì)算的設(shè)計(jì)值 兩種歸一化低通濾波器的實(shí)現(xiàn)方式如下圖所示，其中串聯(lián)電感和并聯(lián) 電容交替出現(xiàn)。 g0為電路的源電阻或電導(dǎo)， gi為串聯(lián)電感或并聯(lián)電容， gN+1為負(fù)載電阻或電導(dǎo) 等波紋切比雪夫低通原型的值可以通過下面的公式來求取 為了滿足需要的通帶波紋大小 LAr，以及在頻率 ΩS處的 阻帶衰減量 LAS， Chebyshev濾波器低通原型的階數(shù)可以通過下式確定 (a)低通濾波器原型 (b)低通濾波器響應(yīng)的頻率定標(biāo) 如圖所示為了將低通原型的截止頻率從 1變換到 ωC， 需要乘以因子 1/ ωC來定標(biāo)濾波器的頻率，這是通過用 ω/ ωC來代替 ω得到的 . 對(duì)于低通原型中的串聯(lián)電感 jXL, 并聯(lián)電容 jXC,變換為低通濾波器中的感抗、容抗為： 由上面的式子可以知道由低通原型變換為低通濾波器，其元件的性質(zhì)不變，只是元件的值進(jìn)行一定比例的變化，其變化的大小關(guān)系由上式確定 .（即頻率變換） 得到了低通實(shí)際低通濾波器的電容、電感值，需要將其變換為實(shí)際源、負(fù)載阻抗條件下的電容、電感值。（即阻抗變換） 由低通原型到低通濾波器實(shí)際元件值的計(jì)算的公式為： 例子：設(shè)計(jì)一個(gè)最平坦的低通濾波器，其截止頻率為 2GHz,源阻抗為 50歐， 在 3GHz頻率處至少具有 15dB的衰減，計(jì)算和畫出頻率為 0到 4GHz范圍內(nèi)的 頻率響應(yīng)。 ωC為中心角頻率 首先找出在頻率為 3GHz處滿足插入損耗特性要求的最大平坦響應(yīng)的濾波器階數(shù)。 |ω/ ωC|1= | 3/2|1=,即元件數(shù) n=5可以滿足，對(duì)應(yīng)的低通原型值為： g1=,g2=,g3=,g4=,g5= 以第一個(gè)低通元件為并聯(lián)電容作為電路的結(jié)構(gòu) ,由設(shè)計(jì)公式 帶通濾波器的設(shè)計(jì) :帶通濾波器由低通原型變換而來，其中低通原型中的串聯(lián)電感變?yōu)閹V波器中的 L,C串聯(lián)諧振器，低通原型中的并聯(lián)電容變換成帶通濾波器中的 LC并聯(lián)諧振器 低通原型中的串聯(lián)電感變換為帶通濾波器中的的 LC串聯(lián)，電感、電容值可以由下式求出： 低通原型中的并聯(lián)電容變換為 帶通濾波器中的的 LC并聯(lián)，電容、電感值可以由下式求出： 例子：設(shè)計(jì)一個(gè)通帶波紋為 ，其中心頻率為 4GHz， 分?jǐn)?shù)帶寬為 5%,源、負(fù)載阻抗為 50歐。 解：查表可以知道其對(duì)應(yīng)的低通原型值為 g1=g3=,g2=,g0=g4=1 如圖所示，選擇的低通原型第一個(gè)元件為并聯(lián)電容，則根據(jù) (540),(541) 對(duì)于低通原型的并聯(lián)電容，轉(zhuǎn)換為帶通濾波器中的 LC并聯(lián)，其電容、電感值為： 對(duì)于低通原型的串聯(lián)電感，轉(zhuǎn)換為帶通濾波器中的 LC串聯(lián)，其電容、電感值為： 例子：設(shè)計(jì)一個(gè)通帶波紋為 4階切比雪夫帶通濾波器，其中心頻率為 4GHz， 分?jǐn)?shù)帶寬為 5%。 附錄：低通原型值： Buttworth型 Chebyshev型 四、硬件測(cè)量 ? MOD6A之 P1及 P2端子的 S21測(cè)量：設(shè)定頻段：BAND1。針對(duì)模組 P1及 P2端子做 S21測(cè)量，并將測(cè)量結(jié)果記錄于表（ 82）中。 ? MOD6A之 P1端子的 S11測(cè)量：設(shè)定頻段 BAND1。針對(duì)模組 P1端子做 S11測(cè)量，并將測(cè)量結(jié)果記錄于表（ 81）中。 ? MOD6B之 P3端子的 S11測(cè)量：設(shè)定頻段： BAND2。針對(duì)模組 P3端子做 S11測(cè)量，并將測(cè)量結(jié)果記錄于表 (83)中。 ? MOD6B之 P3及 P4端子的 S21測(cè)量 :設(shè)定頻段：BAND2。針對(duì)模組 P3及 P4端子做 S21測(cè)量，并將測(cè)量結(jié)果記錄于表（ 84）中。
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