微波滤波器的设计ppt课件

1、 顾名思义，滤波器是一种滤波元件，其主要作用是滤除不需求的杂波干扰，得到需求的信号。因此，滤波器在如今通讯系统中，是一个不可或缺的部件，其性能的好坏直接关系到通讯系统的性能的优劣。1 巴特沃斯滤波器最平坦滤波器滤波器的传输函数：滤波器的传输函数：滤波器的低通频率呼应曲线：滤波器的低通频率呼应曲线：2 切比雪夫滤波器带内等波纹滤波器的传输函数：滤波器的传输函数：滤波器的低通频率呼应曲线：滤波器的低通频率呼应曲线：3 椭圆滤波器带内带外都具有等波纹特性滤波器的传输函数：滤波器的传输函数：滤波器的低通频率呼应曲线：滤波器的低通频率呼应曲线：4 高斯滤波器最平坦群时延滤波器的传输函数：滤波器的传输函数

2、：滤波器的低通频率呼应曲线：滤波器的低通频率呼应曲线：5 交叉耦合滤波器广义切比雪夫滤波器 带内等波纹，带外有限传输零点可控，带外抑制度好滤波器的传输函数：滤波器的传输函数：滤波器的低通频率呼应曲线：滤波器的低通频率呼应曲线： 设计目的：设计目的：微带型交叉耦合滤波器的设计微带型交叉耦合滤波器的设计 设计目的：设计目的：f0=1542MHz BW=34MHz1525-1559 LrBW-20dB La1600-40dB 滤波器采用微带环路开口谐振器方式，介质基板采用常用滤波器采用微带环路开口谐振器方式，介质基板采用常用的的FR4基板基板损耗不思索，即基板基板损耗不思索，即tan=0。微带型交叉

3、耦合滤波器的设计微带型交叉耦合滤波器的设计 滤波器参数计算：滤波器参数计算： 利用实验室开发的交叉耦合滤波器耦合矩阵计算软件，完成利用实验室开发的交叉耦合滤波器耦合矩阵计算软件，完成对该滤波器耦合矩阵的计算。对该滤波器耦合矩阵的计算。交叉耦合矩阵：交叉耦合矩阵：. . 0 0.022565 0 0.0016732 0 0.022565 0 0.0016732 0.022565 0 -0.017581 0 0.022565 0 -0.017581 0 0 -0.017581 0 0.022565 0 -0.017581 0 0.0225650.0016732 0 0.022565 00.0016

4、732 0 0.022565 0. .交叉耦合系数为：交叉耦合系数为：K: i j K_valK: i j K_val1 2 0.0225651 2 0.0225652 3 0.0175812 3 0.0175811 4 -0.00167321 4 -0.00167323 4 0.0225653 4 0.022565有载质量因数为：有载质量因数为：Qe =35.967Qe =35.967微带型交叉耦合滤波器的设计微带型交叉耦合滤波器的设计 matlab计算曲线：计算曲线：微带型交叉耦合滤波器的设计微带型交叉耦合滤波器的设计 ADS电路模型：电路模型：微带型交叉耦合滤波器的设计微带型交叉耦合滤波

5、器的设计 ADS仿真曲线：仿真曲线：1. 351. 401. 451. 501. 551. 601. 651. 701. 751. 301. 80-80-60-40-20-1000f req, G HzdB(S(1, 1)dB(S(2, 1)R eadoutm 1R eadoutm 2m 1f req=dB(S(2, 1)=-0. 0131. 525G Hzm 2f req=dB(S(2, 1)=-0. 0091. 559G Hz微带型交叉耦合滤波器的设计微带型交叉耦合滤波器的设计 滤波器的仿真：滤波器的仿真： step1 单腔频率仿真单腔频率仿真15.0015.5016.0016.5017.

6、00W1 mm1450.001500.001550.001600.001650.001700.001750.00re(f01)Ansoft CorporationHFSSDesign1XY Plot 1Curve Infore(f01)Setup1 : LastAdaptive 察看曲线可以确定谐振器谐振在察看曲线可以确定谐振器谐振在中心频率处的尺寸大小中心频率处的尺寸大小微带型交叉耦合滤波器的设计微带型交叉耦合滤波器的设计 滤波器的仿真：滤波器的仿真： step2 输入输出有载输入输出有载Q值仿真值仿真 察看该曲线即可确定当察看该曲线即可确定当Qe=35.967时，对应的输入输出端时，对应的

7、输入输出端口的位置口的位置-8.00-7.00-6.00-5.00-4.00-3.00-2.00feed_x mm25.0030.0035.0040.0045.0050.0055.0060.00Q(1)Ansoft CorporationHFSSDesign1XY Plot 1Curve InfoQ(1)Setup1 : LastAdaptivesub_H=1mm sub_L=50mm W1=15mmQ(1)Setup1 : LastAdaptivesub_H=1mm sub_L=50mm W1=16.2mm微带型交叉耦合滤波器的设计微带型交叉耦合滤波器的设计0.000.501.001.502

8、.002.503.00s1 mm0.000.010.020.030.040.050.060.070.08re(K_tune)Ansoft CorporationHFSSDesign1XY Plot 1Curve Infore(K_tune)Setup1 : LastAdaptivecut1=2mm sub_H=1mm sub_L=50mm sub_W=30mm W1=15mm w11=2mre(K_tune)Setup1 : LastAdaptivecut1=2mm sub_H=1mm sub_L=50mm sub_W=30mm W1=16.2mm w11=2 滤波器的仿真：滤波器的仿真： s

9、tep3 耦合系数的仿真耦合系数的仿真0.400.901.401.90s1 mm0.010.020.030.040.050.060.070.08re(K_tune)Ansoft CorporationHFSSDesign1XY Plot 1Curve Infore(K_tune)Setup1 : LastAdaptivecut1=2mm sub_H=1mm sub_L=50mm sub_W=30mm W1=15mm w11=2mre(K_tune)Setup1 : LastAdaptivecut1=2mm sub_H=1mm sub_L=50mm sub_W=30mm W1=16.2mm w1

10、1=20.501.001.502.002.503.00s1 mm0.0000.0050.0100.0150.0200.0250.0300.0350.0400.045re(K_tune)Ansoft CorporationHFSSDesign1XY Plot 1Curve Infore(K_tune)Setup1 : LastAdaptive根据计算得到的耦合矩阵和曲线可以确定耦合缝隙的大小微带型交叉耦合滤波器的设计微带型交叉耦合滤波器的设计 滤波器的仿真：滤波器的仿真： step3 滤波器的全腔仿真滤波器的全腔仿真1.201.301.401.501.601.701.80Freq GHz-70.

11、00-60.00-50.00-40.00-30.00-20.00-10.000.00Y1Ansoft CorporationHFSSDesign1XY Plot 1Curve InfodB(S(1,1)Setup1 : Sweep1dB(S(2,1)Setup1 : Sweep1微带型交叉耦合滤波器的设计微带型交叉耦合滤波器的设计 滤波器的仿真：滤波器的仿真： 一样构造，任务在海事卫星通讯下行频段的滤波一样构造，任务在海事卫星通讯下行频段的滤波器器1626-16601.201.301.401.501.601.701.80Freq GHz-80.00-70.00-60.00-50.00-40.0

12、0-30.00-20.00-10.000.00Y1Ansoft CorporationHFSSDesign1XY Plot 1m1m2Curve InfodB(S(1,1)Setup1 : Sweep1dB(S(2,1)Setup1 : Sweep1NameXYm11.6150-19.5305m21.6790-20.2734微带型交叉耦合滤波器的设计微带型交叉耦合滤波器的设计 同轴腔体滤波器的设计 腔体滤波器的设计步骤与方法与微带滤波器的设计大致一样。大家可以参照微带滤波器的设计步骤进展腔体滤波器的设计。下面就我在这段时间里，包括工程中所遇到的一些问题和总结的一些阅历给大家分享一下。 同轴腔体

13、滤波器的设计 同轴腔体谐振器的方式 常见构造 小型化构造 同轴腔体滤波器的设计 同轴腔体滤波的的馈电 直接馈电 耦合最强，有载Q值最小 圆盘耦合馈电耦合强弱与圆盘的大小和圆盘间隔谐振杆的间隔有关 磁耦合环馈电 耦合强弱与环的大小和环间隔谐振杆的间隔有关 同轴腔体滤波器的设计 同轴腔体滤波器的耦合磁耦合，耦合系数为正 腔体之间的窗越大，耦合越大；耦合杆越长，耦合越大。 腔体之间的窗越大，耦合越大；耦合环越长，耦合越大。 调理范围大于左图 ，可实现较大的耦合 同轴腔体滤波器的设计 同轴腔体滤波器的耦合电耦合，耦合系数为负 经过耦合杆实现电耦合，耦合杆越长，与谐振杆越近，耦合越大。经过耦合杆实现电耦

14、合，耦合杆越长，与谐振杆越近，顶端圆盘越大，耦合越大。经过耦合杆实现电耦合，耦合杆越长，与谐振杆越近，顶部弯折越深，耦合越大。 同轴腔体滤波器的设计 6腔2个传输零点滤波器的仿真 Qe =52.4689交叉耦合系数为：K: i j K_val1 2 0.0149142 3 0.0101623 4 0.0106922 5 -0.00124 5 0.0101621 6 3.3563e-01705 6 0.014914： 同轴腔体滤波器的设计 6腔2个传输零点滤波器的仿真 460.00470.00480.00490.00500.00510.00520.00530.00540.00Freq MHz-1

15、20.00-100.00-80.00-60.00-40.00-20.00 0.00Y1Ansoft CorporationHFSSDesign1XY Plot 1m1m2m3m4Curve InfodB(S(1,1)Setup1 : Sweep1dB(S(2,1)Setup1 : Sweep1NameXYm1496.5000-0.0000m2504.5000-0.0036m3494.5000-21.6651m4506.5000-23.4304 同轴腔体滤波器的设计 6腔4个传输零点滤波器的仿真 您所求的交叉耦合系数为：K: i j K_val1 2 0.0147242 3 0.00963193

16、 4 0.0120192 5 -0.00319884 5 0.00963191 6 0.000377735 6 0.014724有载质量因数为：Qe =52.4689 同轴腔体滤波器的设计 6腔4个传输零点滤波器的仿真 460.00470.00480.00490.00500.00510.00520.00530.00540.00Freq MHz-120.00-100.00-80.00-60.00-40.00-20.00 0.00Y1Ansoft CorporationHFSSDesign1XY Plot 1m1m2m3m4m5m6Curve InfodB(S(1,1)Setup1 : Sweep1dB(S(2,1)Setup1 : Sweep1NameXYm1496.0000-0.1820m2504.0000-0.0182m3495.8000-1.0560m4494.0000-34.5707m5504.2000-0.0276m6506.0000-22.2292 滤波器作为无线通讯系统中重要的组成部分，其性能的好坏直接关系到无线系统的优劣。目前，国内外几乎一切通讯类相关制造企业，都会涉及到滤波器的设计，所以，掌握一定的滤波器的相关知识