【正文】 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(guò)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(gè)比較重要的特點(diǎn)。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(duì)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(jì)時(shí)考慮更高諧振模式的雜散響應(yīng)。 10 圖 微帶線 λg/2型 SIR 基本結(jié)構(gòu) 為了設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，設(shè) ??? ?? 21 可通過(guò)采用較小的 zR 值來(lái)縮短 SIR諧 振器的電長(zhǎng)度，即采用圖(a)所 示的結(jié)構(gòu)。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(zhǎng)度，而對(duì) SIR則同時(shí)要計(jì)入長(zhǎng)度和阻抗比。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]。 (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 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)。 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。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(zhǎng)度分別為 Z Z2和 θ θ2。173。173。173。173。 (a) λg/4 型 (b) λg/2 型 (c) λg型 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(gè)、 2個(gè)、 4個(gè)基本單 元組成 [13]。 第三章 階梯阻抗諧振器（ SIR） SIR的基本結(jié)構(gòu) SIR是由兩個(gè)或兩個(gè)以上具有不同特性阻抗的傳輸線組合而成的橫向電磁場(chǎng)或準(zhǔn)橫向電磁場(chǎng)模式的諧振器。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(gè)周期內(nèi)的平均儲(chǔ)能， Ploss為單位時(shí)間內(nèi)的平均耗能。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。 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(wú)窮大的衰減量。可表示為： dBldBhdB ffBW 101010 ?? (27) 其相對(duì)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。 (3)波紋系數(shù)：波紋系數(shù)表示在通帶內(nèi)信號(hào)響應(yīng)的最大值和最小值的差值，單位通常為 dB或奈培(Napier)。然而，這在實(shí)際應(yīng)用中，我們是沒有辦法消除濾波器固有損耗的。采用歸一化頻率 可以簡(jiǎn)化對(duì)濾波器電路的設(shè)計(jì)過(guò)程。對(duì)于相鄰諧振器間的每一個(gè)間距 s，都可以通過(guò)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(gè)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(lái)確定諧振器間的相對(duì)位置。 當(dāng)基頻和第一雜散頻率相同的兩個(gè)諧振器之間耦合時(shí)，在第一頻段和第二頻段的耦合系數(shù)分別為 [12]： 2112122112121 ff ffk ???? (23) 2112222112222 ff ffk ???? (24) 其中：“ + ”表示磁耦合，“ ”表示電耦合。而對(duì)于雙頻段諧振器，需要同時(shí)考慮諧振器的基頻和第一雜散頻率。 耦合諧振 帶通濾波器的理論 當(dāng)兩個(gè)諧振器靠近時(shí)，它們之間便會(huì)有電磁場(chǎng)耦合。處的衰減值，它是阻帶內(nèi)的最小衰減值。 為通帶， ω1180。 在圖 中， LAr 是 “ 通帶內(nèi)的最大衰減 ” 值； ω1180。 圖 低通原 型 濾 波器衰減頻率特性 （ a） Butterworth 響應(yīng) （ b） Chebyshev 響應(yīng) 圖 常見濾波器的響應(yīng) 6 兩種最常見濾波器的響應(yīng)如圖 所 示。因此，如此理想特性的濾波器是不能夠?qū)崿F(xiàn)的。稱為“截止頻率”或“帶邊頻率 ”。后濾波器的衰減為無(wú)限大，故稱之為“阻帶”。 范圍內(nèi)濾波器的衰減為零，稱之為“通帶”，在 ω180。從圖 ，在 ω180。低通濾波器的理想化衰減頻率特性如圖 示。 濾波器的特性用其頻率響應(yīng)來(lái)描述，我們按其特性的不同，可分為低通濾波器 (LPF)、 高通濾波器 (HPF)、帶通濾波器 (BPF)、帶阻濾波器 (BEF)和全通濾波器 (APF)。在微 5 波頻段下，必需采用分布參數(shù)來(lái)設(shè)計(jì)微波濾波器，它比低頻時(shí)要復(fù)雜的多。 在低頻時(shí)，濾波器的“組成元件”是理想的電感器和電容器，這些元件具有很簡(jiǎn)單的頻率特性。 第二章 微波濾波器的基本理論 概述 微波濾波器是微波工程應(yīng)用中重要的器件之一，理想的微波濾波器應(yīng)該是這樣 的一種二端口網(wǎng)絡(luò) ,在通帶范圍內(nèi)能夠使微波信號(hào)完全的傳輸，而在阻帶范圍微波信號(hào)則完全被截止。 階梯阻抗雙頻段濾波器即利用耦合諧振濾波器的寄生通帶來(lái)實(shí)現(xiàn)雙頻濾波器，其在雙頻段濾波器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用一直就受到重視 [7][8]。此方法通常適用于兩個(gè)通帶頻率相差較小的場(chǎng)合； 3．利用耦合諧振濾波器的寄生通帶 。 無(wú)線通信中雙頻段濾波器的常用設(shè)計(jì)方法主要 有： 1．濾波器組合。特別是從近幾年開始，采用了微波雙頻段濾波器的雙頻通信系統(tǒng)前端已經(jīng)研制成功，微波雙頻濾波器件已逐步進(jìn)入實(shí)用化階段。因此通信設(shè)備中雙頻段濾波器已經(jīng)成為微波頻段的無(wú)線通信設(shè)備中的重要元件 [3]。這種設(shè)計(jì)概念提供了容易實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)設(shè)施和高性能的產(chǎn)品。