微波滤波器和无源电路讲座

微波滤波器和无源电路讲座第1页，课件共34页，创作于2023年2月椭圆函数低通滤波器设计第2页，课件共34页，创作于2023年2月椭圆函数低通滤波器设计设计要求技术指标通带最大反射系数:0.2（相当于通带等波纹为0.18dB）；通带变频频率：阻带变频频率：端接条件：50欧姆带状线；最小阻带衰减：38.1dB第3页，课件共34页，创作于2023年2月椭圆函数低通原型滤波器椭圆函数低通原型滤波器的通带和阻带都具有都具有等波纹特性。由于它的参数须用椭圆函数计算，个被称作椭圆函数滤波器或考尔（Cauer）滤波器。第4页，课件共34页，创作于2023年2月确定滤波器级数椭圆函数滤波器的阻带最小衰减近似表示为：式中：

是椭圆函数的模数。使用6级可以达到阻带最小衰减38.1dB要求。

43.1dB陡峭度椭圆函数模数第5页，课件共34页，创作于2023年2月椭圆函数低通原型滤波器的基本结构椭圆函数低通原型滤波器有很多文章介绍。综合出的电路结构也不完全相同。元器件值有表可查。第6页，课件共34页，创作于2023年2月ADS的设计过程放入超级元件FilterDG。双端口滤波器Thiscomponentcanhaveanyreal,non-zeroimpedanceateitherthesourceorloadterminations.单端口滤波器Thiscomponenthasareal,non-zerosourceterminationandeitheranopenorshortattheloadtermination.第7页，课件共34页，创作于2023年2月设置设计参数双击超级元件，输入设计要求第8页，课件共34页，创作于2023年2月设计滤波器第9页，课件共34页，创作于2023年2月仿真结果第10页，课件共34页，创作于2023年2月设计结果第11页，课件共34页，创作于2023年2月AnsoftDesigner的设计过程第12页，课件共34页，创作于2023年2月传统设计方法第13页，课件共34页，创作于2023年2月选择低通原型滤波器结构第14页，课件共34页，创作于2023年2月计算各元件实际值根据原型值计算各元件实际值。原型值计算公式实际值第15页，课件共34页，创作于2023年2月选定各线段的阻抗并确定其宽度采用带状线。传输线阻抗Z0波导波长λg线宽（W）构建元件Z3=30Ω91.224mm9.16193mmC2，C4，C6Z0=50Ω91.224mm4.37757mmInput/OutputZ2=90Ω91.224mm1.30805mmL2，L4Z1=118Ω91.224mm0.568985mmL1，L3，L5第16页，课件共34页，创作于2023年2月确定各线段长度将电路板版图相关部分与等效电路关联。并由关联关系得，其中，和是电感线未修正前的长度。第17页，课件共34页，创作于2023年2月确定各线段长度（续1）在Π形等效电路中，这三根电感线的并联容抗是：在这三段线接头处将有一个无用的总电容并联与接头处，此总容纳是这个电容是并联在电路中。并联以后的导纳应当等于L2-C2并联支路的导纳，即包含CL的L2-C2支路导纳不包含CL的L2-C2支路导纳，即带状线需要提供的导纳。第18页，课件共34页，创作于2023年2月确定各线段长度（续2）如果令，由公式：得，分离后得最后计算出修正后的容纳修正后的感抗第19页，课件共34页，创作于2023年2月确定各线段长度（续3）应用此修正电抗值，再由下式计算出L2对应线段修正以后的长度。为了求得C2对应线段的长度，必须把修正后的容纳减去线段Π型等效电路的并联容纳，先求出对应线段的原始长度，然后用其两端的边缘电容加以修正。边缘电容的影响可以从C2对应线段的两端减去一小段线，线长它的等效电容等于边缘电容，即第20页，课件共34页，创作于2023年2月确定各线段长度（续4）其中，故得，由此得出C2线段所需的实际长度。其余各个分支线也可以用类似的方法确定。这里不再详细叙述。由此可见，设计过程十分繁杂。因此，我们通常会使用仿真软件优化功能设计。第21页，课件共34页，创作于2023年2月仿真软件优化设计方法第22页，课件共34页，创作于2023年2月电路图和拓扑结构第23页，课件共34页，创作于2023年2月选定各线段的阻抗并确定其宽度采用带状线。Z0Z0Z1Z0Z1Z3Z2Z3Z2Z1传输线阻抗线宽（W）Z3=30Ω9.16mmZ0=50Ω4.38mmZ2=90Ω1.31mmZ1=118Ω0.57mm第24页，课件共34页，创作于2023年2月计算线长初值第25页，课件共34页，创作于2023年2月建立电路模型第26页，课件共34页，创作于2023年2月电路模型仿真结果第27页，课件共34页，创作于2023年2月优化结果优化前优化后第28页，课件共34页，创作于2023年2月HFSS的仿真结果第29页，课件共34页，创作于2023年2月用Designer设计第30页，课件共34页，创作于2023年2月设计基本结构和初始几何尺寸传输线阻抗线宽（W）Z3=30Ω9.16mmZ0=50Ω4.38mmZ2=90Ω1.31mm