交叉耦合滤波器纵览.ppt

1、苏 涛 西安电子科技大学，电子工程学院 710071,19、交叉耦合滤波器总览,交叉耦合滤波器总览,1、同轴腔滤波器基本原理 2、交叉耦合的引入 3、交叉耦合原理,交叉耦合滤波器总览,1、同轴腔滤波器基本原理 2、交叉耦合的引入 3、交叉耦合原理,1、同轴腔滤波器基本原理,TEM模传输线：同轴线,当b/a=3.6时，衰减最小（用作谐振器Q值最高）,空气填充，匹配同轴线的击穿功率：,第一个高次模TE模式（单位：英寸）：,可以利用同轴线构成传输线谐振腔。,一段开路传输线或者短路传输线作为谐振器。, 波长传输线谐振腔 同轴线腔内导体长度确定谐振频率,当顶板与内导体上面接近时，相互间存在电容 电容加载

2、，谐振频率下降；同等频率下，腔体尺寸较小；,常用同轴线谐振腔,加载的同轴腔,同轴腔的耦合,同轴腔容性耦合,同轴腔感性耦合,同轴腔混合耦合,腔间耦合既有磁性成分，也有电性成分； 两者异相，总的耦合等于磁耦合减去电耦合； 开路端调谐螺钉，增加耦合强度（磁耦合增加，电耦合减小，总耦合增加）； 短路端退耦合墙，减小耦合强度（减小磁耦合）,交叉耦合滤波器总览,1、同轴腔滤波器基本原理 2、交叉耦合的引入 3、交叉耦合原理,日益发展的蜂窝通信和个人通信系统（PCSs）对于基站滤波器和双工器提出了新的更严格的要求。由接收频段和发射频段带通滤波器组成的双工器可能需要大于100dB的相互隔离，同时对于另外一侧的

3、衰减则没有特别要求。,双工器及其响应,交叉耦合技术可以产生非频率对称的响应。由于它可以仅仅在需要的频段提供高衰减，其应用越来越广泛。 高衰减 可非对称 代价较小,交叉耦合可以减少为了满足带外衰减而需要的谐振腔的数量，同时，减小插入损耗、尺寸和加工造价等；然而，其增加了拓扑结构的复杂度，也可能增加滤波器调试的时间等。,交叉耦合滤波器总览,1、同轴腔滤波器基本原理 2、交叉耦合的引入 3、交叉耦合原理,（1）相位关系,同轴腔滤波器等效电路如下图。 同轴腔间的耦合一般可以用串联电感等效。 远离谐振频率（通带频率）时，各元件的表现产生了传输零点。,设S参数S21和S11的相位分别是21和11,串联电感

4、的21逼近-90,串联电容的21逼近-90,同轴腔等效并联谐振回路的21关系（远离谐振频率）,（2）多耦合线路,A. 感性交叉耦合的CT结构,通道1：1-2-3; 通道2：1-3 腔体1和3为公共点，相移可不计 感性耦合相移-90 腔体2的相移，要考虑通带低端和高端,在通带低端，同相；在通带高端，异相； 准确的180相位差在2030MHz； 近似方向区域为2020-2040MHz； 1-3之间的耦合加强，传输零点接近通带移动；耦合减弱，其远离通带； CT结构只增加耦合，没有增加其他代价。,B. 容性交叉耦合的CT结构,容性交叉耦合的CT结构,C. 感性交叉耦合的CQ结构,感性交叉耦合的CQ结构,上述感性交叉耦合的CQ结构同轴腔，无法产生有限传输零点； 虽然没有实频率零点，但是可以产生虚频率零点； 虚频率零点可以改善通带时延的平坦度，多用于超线性系统中放大器前端 对通带插耗平坦度也有影响。,D. 容性交叉耦合的CQ结构,容性交叉耦合的CQ结构,（3）嵌套结构,问题 1： 嵌套结构中，为什么最长通路和最短通路不能产生有限传输零点？,产生有限传输零点的条件：等幅反向,通道上经过的谐振腔（失谐状态）会对幅度产生影响；即使最长通路和最短通路满足反向条件，但是其幅度差距很大，无法产生传输零点。各通