《射頻微波濾波器》PPT課件

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1、微帶半波長(zhǎng)平行耦合濾波器設(shè)計(jì)1微帶半波長(zhǎng)平行耦合濾波器設(shè)計(jì)---基本思想所有近似設(shè)計(jì)方程的精度都隨著設(shè)計(jì)帶寬的增加而惡化，其主要表現(xiàn)有：（1）通帶內(nèi)電壓駐波比的波動(dòng)超過(guò)設(shè)計(jì)值，特別是在截止頻率附近；（2）實(shí)際制作的濾波器的帶寬以無(wú)法預(yù)知的狀況偏離指定的設(shè)計(jì)帶寬。2微帶半波長(zhǎng)平行耦合濾波器設(shè)計(jì)---基本思想本節(jié)的設(shè)計(jì)方法消除了上述的第（2）個(gè)困難，使得實(shí)際的和設(shè)計(jì)的帶寬基本相同，并且在很大程度上使電壓駐波比的波動(dòng)也很接近于設(shè)計(jì)的要求。3微帶半波長(zhǎng)平行耦合濾波器設(shè)計(jì)---基本思想在微帶帶通濾波器的近似設(shè)計(jì)方法中，

2、如果把集中元件原型的元件值在中心頻率上用微波元件實(shí)現(xiàn)，則得到窄帶近似設(shè)計(jì)方程。如果在中心頻率和帶邊頻率上用微波元件實(shí)現(xiàn)，則得到寬帶近似設(shè)計(jì)方程。4微帶半波長(zhǎng)平行耦合濾波器設(shè)計(jì)--輔助方程與參數(shù)5微帶半波長(zhǎng)平行耦合濾波器設(shè)計(jì)--輔助方程與參數(shù)6微帶半波長(zhǎng)平行耦合濾波器設(shè)計(jì)--輔助方程與參數(shù)7微帶半波長(zhǎng)平行耦合濾波器設(shè)計(jì)—設(shè)計(jì)方程8微帶半波長(zhǎng)平行耦合濾波器設(shè)計(jì)—設(shè)計(jì)方程9微帶半波長(zhǎng)平行耦合濾波器設(shè)計(jì)—步驟（1）根據(jù)濾波器的通帶和阻帶的衰減指標(biāo)，選擇出適當(dāng)?shù)臍w一化低通原型。（2）計(jì)算表5-4所列各參數(shù)。（3）計(jì)算表

3、5-5的阻抗矩陣元素和各耦合線段的偶模及奇模阻抗。10微帶半波長(zhǎng)平行耦合濾波器設(shè)計(jì)—步驟（4）根據(jù)偶、奇模阻抗決定耦合微帶線的尺寸（寬度和間距）。（5）按式1決定耦合區(qū)的長(zhǎng)度。（6）根據(jù)微帶線開路端的邊緣電容，對(duì)上述耦合區(qū)的長(zhǎng)度進(jìn)行修正。11微帶半波長(zhǎng)平行耦合濾波器設(shè)計(jì)--耦合區(qū)的長(zhǎng)度耦合區(qū)（段）的長(zhǎng)度的標(biāo)稱值為四分之一波導(dǎo)波長(zhǎng)。在耦合微帶線的情況下，由于偶模和奇模的相速不同，因此在選擇耦合區(qū)的長(zhǎng)度時(shí)要選用二者（四分之一偶模波長(zhǎng)和四分之一奇模波長(zhǎng)）之間的某一個(gè)數(shù)值：式中：f0是通帶中心頻率，?0是其對(duì)應(yīng)的自由

4、空間波長(zhǎng)，c0是自由空間光速。（1）12微帶半波長(zhǎng)平行耦合濾波器設(shè)計(jì)--耦合區(qū)的長(zhǎng)度其中式中(vp/c)e和(vp/c)o分別是每個(gè)耦合段的偶模和奇模的相對(duì)相速，可由公式算出和用圖表查出。一般限y?0.25，可給出較好的結(jié)果。在設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)當(dāng)考慮半波長(zhǎng)開路諧振器在兩個(gè)開路端上的邊緣電容。對(duì)這個(gè)邊緣電容，可以減小諧振器的長(zhǎng)度來(lái)補(bǔ)償。（2）13微帶半波長(zhǎng)平行耦合濾波器設(shè)計(jì)—實(shí)例設(shè)計(jì)微波帶通濾波器，其指標(biāo)是：中心頻率：f0=5.0千兆赫（GHz）通帶寬度：相對(duì)帶寬，或MHz通帶衰減：等于或小于0.1dB。阻帶衰減：

5、在4.75GHz頻率上至少有20dB的衰減。端接條件：兩端均為50?的微帶線（ZA=ZB=50?）14微帶半波長(zhǎng)平行耦合濾波器設(shè)計(jì)—實(shí)例（1）確定低通原型：選用0.1分貝波紋的切比雪夫原型。該低通原型濾波器的階次n，可以利用變換式在本例情況下，BW=0.25GHz，f0=5GHz，f=4.75GHz，由此得到查出，n=4。歸一化低通原型的元件值為：g0=1，g1=1.1088，g2=1.3061，g3=1.7703，g4=0.8180，g5=1.355415微帶半波長(zhǎng)平行耦合濾波器設(shè)計(jì)—實(shí)例（2）計(jì)算表5-4

6、所列各參數(shù)：16微帶半波長(zhǎng)平行耦合濾波器設(shè)計(jì)—實(shí)例濾波器采用對(duì)稱的耦合微帶線結(jié)構(gòu)，因此兩末端選擇17微帶半波長(zhǎng)平行耦合濾波器設(shè)計(jì)—實(shí)例（3）計(jì)算表5-5中阻抗矩陣元素和偶、奇模阻抗：18微帶半波長(zhǎng)平行耦合濾波器設(shè)計(jì)—實(shí)例各耦合段的偶、奇模阻抗的計(jì)算結(jié)果列于表5-6中。表5-6各耦合的偶、奇模阻抗計(jì)算值19微帶半波長(zhǎng)平行耦合濾波器設(shè)計(jì)—實(shí)例選用?r=8.8的陶瓷材料作為微帶濾波器的基片，其厚度h=0.7毫米，根據(jù)表5-6的數(shù)據(jù)，可計(jì)算出各耦合微帶線的尺寸，如表5-7。20微帶半波長(zhǎng)平行耦合濾波器設(shè)計(jì)—實(shí)例（5）

7、決定每個(gè)耦合區(qū)的長(zhǎng)度：首先需計(jì)算每個(gè)耦合區(qū)的偶、奇模相速，然后根據(jù)式（2）計(jì)算V值，最后按式（1）算出每個(gè)耦合區(qū)的標(biāo)稱長(zhǎng)度。每個(gè)耦合區(qū)的偶、奇相速可以利用下圖近似估計(jì)出來(lái)。21微帶半波長(zhǎng)平行耦合濾波器設(shè)計(jì)—實(shí)例耦合區(qū)的奇偶模相速22微帶半波長(zhǎng)平行耦合濾波器設(shè)計(jì)—實(shí)例（6）邊緣電容的修正：具有開路終端的每條微帶線應(yīng)減小的長(zhǎng)度?lk–1,k，可從（3）算出。對(duì)于第1和5耦合區(qū)，?l01=?l45=0.36h=0.252毫米，其余耦合區(qū)長(zhǎng)度的修正量為?l12=?l23=?l34=0.38h=0.266毫米。?e為微

8、帶線有效介電常數(shù)。（3）23微帶半波長(zhǎng)平行耦合濾波器設(shè)計(jì)—實(shí)例由此得所設(shè)計(jì)的半波長(zhǎng)開路諧振器平行耦合濾波器的結(jié)構(gòu)尺寸的匯總表，其標(biāo)注如右圖。24微帶半波長(zhǎng)平行耦合濾波器設(shè)計(jì)—實(shí)例實(shí)際制成的該濾波器的實(shí)物照片如圖5-31所示。圖5-31例示的半波長(zhǎng)諧振器平行耦合濾波器的實(shí)物照片25微帶半波長(zhǎng)平行耦合濾波器設(shè)計(jì)—實(shí)例測(cè)試頻率特性。26發(fā)夾型濾波器半波長(zhǎng)微帶諧振器平行耦合濾波器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作容易，