工程实践-吴奇

1、成都信息工程学院光电技术学院工程实践进展报告吴奇专 业： 电子科学与技术年 级： 11级指导教师： 王瑞实践时间： 2012年9月实践项目名称： 微波腔体滤波器的设计 目录一、工程实践的任务要求二、工程实践进程三、学习中遇到的困难以及解决办法四、教材与参考资料一、工程实践的任务要求：就是指工科类专业的学生的在校实习，把自己所学知识用于实践，以此来巩固提高自己的专业知识。对于我们小组，工程实践的任务要求是通过对微波技术与天线的学习，使学生掌握滤波器的基本结构原理, 学习滤波器的设计方法；学会HFSS的基本使用（如何建立模型，如何仿真，如何查看S参数即仿真结果）；掌握微波腔体滤波器的设计方法等。二

2、、工程实践进程 第三阶段：1、S参数答：（1）S参数的含义：一种网络参数，叫散射参数。有（无）源参数，（非）线性网络；（2）S参数的性质：互易性及对称行、无耗性、传输线无耗条件下参考面移动S参数幅值的不变性；（3）结论：无耗传输线上参考面移动时，不改变原网络S参数的幅值，只改变其幅角（相位）， 参考面向离开网络的方向移动时对角矩阵P中对应该端口的元素为，向进入网络的方向移动时，P矩阵中对应该端口的元素为 。 若只移动某个参考面，则只改变与此参考面有关的S参考数的辅角。2、微波滤波器的种类、用途、特点。（1）根据滤波器的功能（频率响应通频带不同）分类：低通LPF、高通HPF、带通BPF、带阻BE

3、F滤波器（2）按插入衰减的频率特性的响应分类：最平坦型、等波纹型、切比雪夫响应滤波器、椭圆函数滤波器等；（3）按用途的不同分类：信道选择、频段选择、镜频抑制滤波器等；（4）按构成滤波器的传输来分类：波导型、同轴线型、微带线型、带状线型滤波器等；（5）按其工作频带的宽窄分类：窄带，中等带宽，宽带滤波器等；（6）按其调谐分类：固定调谐，可调滤波器等；（7）从结构材料形式看： 集总元件LC滤波器:一般频率不宜太高，当频率高于1GHz时不易实现； 平面结构滤波器：可分为：微带、悬置微带、带状线、共面波导和基片集成波导，工作频率为几十MHz几十GHz，但受其材料影响一般品质因数Q都较低。而微带基片集成波

4、导是近几年出现的新型传输线，由于这种传输线的损耗比普通为带线小则制作方便，体积且轻，可用于较高频段。 微机械结构MEMS滤波器：MEMS滤波器是在新型LC滤波器基础上，通过添加微机械开关而构成的可调滤波器。主要可用于测量设备及通信系统，如卫星通信，移动通信等领域。 腔体滤波器：a同轴滤波器：同轴滤波器按腔体结构的不同分为标准同轴、方腔同轴等。同轴腔体结构滤波器具有高Q值、电磁屏蔽好、损耗低喝尺寸小等优点，由于同轴滤波器的此些优点，被广泛用于通信、雷达等系统中。但是在10GHz以上使用时，由于其微小的物理尺寸使得制作精度很难达到b梳状线滤波器：利用各种波长的容性负载金属棒座位谐振器而制成的滤波器

5、，主要特点是体积小、损耗低，Q值适中、高端寄生通带较远。c陶瓷介质滤波器：是利用微波陶瓷介质按TE、TEM等模式要求制成的圆柱、圆环等形状的介质滤波器，特点为：价格低，性能优良，插入损耗小，有较高的功率承受能力，并可与天线、开关集成，原则上可用于很高频率。因此，其运用也越来越广泛。d. 波导滤波器：特点：易于与波导天线的馈电装置连接，高功率，高品质因数和低耗性，加工方便。主要应用在通信、电子战、雷达、自动测量设备等微波设备中，广泛应用于那个设备中e . 螺旋滤波器：是因为采用螺旋谐振器来实现耦合谐振器滤波器中的并联谐振回路而得名。其主要特点：体积小，无载Q值高，功率容量大，加工容易，可以覆盖高

6、频、甚高频直至微波低端的频段。 晶体滤波器：可分为分立式晶体滤波器和集成式晶体滤波器。与LC谐振回路构成的滤波器相比，晶体滤波器在频率选择性、频率稳定性、插入损耗和过渡带陡度等方面都优越得多，已广泛用于通信、导航、测量等电子设备。晶体滤波器的工作频率较低，通常低于几百MHz。石英晶体谐振器是最常用的晶体谐振器之一。 低温共烧陶瓷(LTCC)滤波器：是指使用多层厚膜成型技术，在低温陶瓷材料内制作电感、电容和传输线，经过多层叠压后形成三维结构而制作的滤波器，此种滤波器体积小、具有优良的高频Q特性，可适应大电流，具有较好的温度特性等优点，并且由于容易与其他功能模块实现集成化，已经成为无源集成的主流技

7、术。 体声波/声表面波（SAW）滤波器：其主要特点：频率响应平坦，群时延正负30正负50ns，矩形系数好，带外抑制度高，插入损耗虽高达2530dB,但可以使用放大器补偿电平损失，选频范围大为10MHz3GHz、传输损耗小、输入输出阻抗误差小、模拟/数字兼容、抗电磁干扰（EMI）性能好、可靠性高，能广泛应用于射频前端和中频系统，也可用于多模、多频段移动终端的SAW双工器或多工器通信系统中。(8) 切比雪夫响应响应：切比雪夫响应的阻带衰减比最平坦型要陡。(9) 腔体广义切比雪夫响应的滤波器: 体积小、带宽窄、矩形系数高、功率容量高(10) 广义切比雪夫响应的滤波器性能特点：其传输零点Z0可以在阻带

8、上任意位置处，它能实现对称的带外抑制的情况，也能实现非对称的带外抑制情况，可通过在阻带增加传输零点来提高带外的抑制性能，实现与椭圆函数滤波器相似的功能。由于其传输零点可以在阻带上任意位置处，所以计算、分析和设计比椭圆函数滤波器更具有灵活性，其矩形系数可以做得很高，广义切比雪夫滤波器的低通原型原件值虽无表可查，但也能综合出来，并可由其低通原型元件值转换出带通元件值。广义切比雪夫滤波器具有任意的零点和带内等波纹特性，一般通过谐振腔级联，并交叉耦合的方式实现。广义设计由于零点的任意性，导致其特性灵活性的同时变得难以估计。3、滤波器（重点是带通滤波器）指标参数的含义。（某些指标例如有，插入损耗、回波损

9、耗，带宽，中心频率，带外抑制等，这些参数的含义要清楚）滤波器指标参数：通带：信号通过滤波器不衰减或者衰减很小的频带；阻带：信号衰减通过某一规定值得频带；过渡带：介于通带和阻带之间的频带； 中心频带：信号通带的中心值，通常用f0表示，单位为GHz，通常当信号衰减3dB是的带宽，称为3dB带宽。通带插损：信号在通带内的最大衰减值，用IL0表示，单位为dB。通带损耗用来确定滤波器的损耗特性驻波比：衡量通带内滤波器与传输系统的匹配情况，以VSWR表示。通常滤波器通带VSWR大于1小于1.5。有时也用另一参数回波损耗Return Loss来表示匹配情况，单位为dB。带内驻波滤波器的带内驻波（S21）：反

10、映的是滤波器输入输出端口与外界阻抗匹配的程度。匹配越好驻波越小，反之，则不然。带外衰减：由于要阻止无用信号通过，因此带外衰减特性越大越好，一般取通带外与截止频率为一定比值的某点频率的衰减值作为此项指标。微波滤波器参数：带宽W或相对频宽FBW：微博滤波器是频率隔离器件，要求占用一定频段的有用信号通过，其他频段的无用信号得到足够的衰减，因此滤波器必须满足一定的带宽要求。第四阶段：一、学习带通滤波器的设计方法；利用HFSS自己建立一个50欧姆或75欧姆的微带线。练习HFSS的基本使用（如何建立模型，如何仿真，如何查看S参数即仿真结果）。1、 理论计算结果2、 建立微带天线模型3、仿真结果三、学习中遇到的困难以及解决办法： 1. 性格内向，与同组成员交流不多，很多问题自己不能解决，也不习惯在群里论，希望接下来能和组员和老师多加交流2.软件全英文，英语一直是硬伤，很多功不能分辨，然后用本子将不认识的单词记录