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c波段高阻带抑制的微带带通滤波器设计
design of a high stopband suppression microstrip bandpass filter at the c band.pdf
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高阻带抑制的微带带通滤波器设计ǘ引言⒋瞬ㄆ鞯纳杓圃侯旭洁邓世雄本┖娇蘸教齑笱У缱有畔⒐こ萄г要:在二三次谐波处是否具有比较高的衰减是衡量低通和带通滤波器性能的重要指标之一。为了实现带通滤波器在二三次谐波处能有比较高的衰减,利用将发夹形带通滤波器与椭圆微带线低通滤波器串联的形式来实现此目标·其中串联椭圆微带线低通滤波器是为了更好的衰减二三次谐波。给出了利用虯的具体设计过程。最后测试结果表明:该滤波器通带内插入损耗小于,二三次谐波处具有衰减,整个阻带内衰减大于,满足了实际应用需求。关键词:二三次谐波;带通滤波器;衰减国家标准学科分类代码::滤波器在现代电子系统中具有重要的地位,其性能的优劣对整个系统性能的影响非常大。根据工艺实现形式的不同,可将滤波器分为以下几类:声表面滤波器、集总滤波器和微带滤波器等。在微波频段,由于工作波长与滤波器原件的物理尺寸差距不是很大,因此会产生多方面的损耗进而使电路的性能严重恶化,以至于在微波频段很难用集总元件来实现滤波器的设计由于微带带通滤波器制作方便、设计简单、体积小并且便于集成,因此微带带通滤波器在微波电路中得到广泛的应用口T诟魇礁餮奈⒋瞬ㄆ髦校⒓形带通滤波器由于有紧凑的结构并且带外抑制高等优点而得到广泛的应用。为了更好的抑制发夹形带通滤波器的二三次谐波,采用了将发夹形带通滤波器与低通滤波器串联的形式来实现所要设计的带通滤波器。利用虯按要求仿真设计,最终实现了在通带~诓迦胨鸷男∮,回波损耗大,二三次谐波处抑制大于的高性能带通滤波器。微带低通滤波器本次设计先利用滤波器向导生成集总参数的低通滤波器,再通过用高阻抗的微带线等效电感如图荆蒙刃短截线来等效电容,从而实现了集总参数到分布参数的变换。陈星北京摘中图分类号:文献标识码:.于,.瑃,.,:;;收稿日期:珺·
』』脚毗——挚:./掣百一遡厂ā盘:/三叠㈤侯旭洁等:ǘ胃咦璐种频奈⒋瞬ㄆ魃杓得龅缏返拇涮匦晕尴藿咏惫潭ㄎ⒋叩目矶龋带内的频率信号呈现匹配传输,对阻带频率信号失配而进给设备的装配带来不必要的麻烦。相比平行耦合线滤波第图绺械刃⒋的耦合部分超过了波长,因此平行耦合带通滤波器的耦合作用比较强,使得其具有良好的宽带特性。平行耦合线带通滤波器的设计式荆~一~。。利用罱ㄈ缦碌牡缏罚诘个电路中用微带线来代替第龅缏分械牡绺小T贏中进行仿真优化,使可以得到等效电感的长度。利用猩刃味探叵呱上虻伎梢愿菖月返缛快速得到等效扇形短截线的尺寸,如图尽T诟孟虻中,需要知道该扇形短截线的工作频率,等效电容以及扇形的角度。设计中扇形的Ⅳ固定为,如图尽图刃味探叵呱上虻图刃味探叵呓峁微带带通滤波器滤波器的基础是谐振电路,它是一个二端口网络,对通行发射衰减,从而实现信号频谱过滤功能。平行耦合线带通滤波器属于分布参数滤波器,它是由微带线或耦合微带线构成,由于具有重量轻、结构紧凑、价格低、可靠性高、性能稳定等优点,因此广泛应用于微波集成电路中,同时它也是一种被广为应用的带通滤波器。由于平行线耦合带通滤波器是由跸嗷テ叫星铱拷奈带线构成,属于波长谐振滤波器,又因为相邻枝节之间在带通滤波器的设计中经常采用比较高阶的带通滤波器,这样做的目的是为了得到良好的传输特性,但与此同时,电路的物理尺寸会随着滤波器阶数的增加而变大,导致器,瞬ㄆ骺和发夹形带通滤波器卟驳玫搅撕芎玫应用,设计主要采用发夹形带通滤波器,如图尽图⒓行未瞬ㄆ二三次谐波的抑制无论是低通滤波器还是带通滤波器,都存在二三次谐波的问题,即就是在通频带的镀德屎倍频率处出现不希望的通频带口U馐且蛭N⒉瞬ㄆ鞑捎梅植疾问件,当频率超过某一数值时,元件的电抗、电纳将相互转化,电感变成电容,电容变成电感,导致阻带中出现新的通带。二三次谐波问题如图尽图瞬ㄆ鞲叽涡巢设计中,要求对阻带范围内有的衰减量,因此能否很好的抑制滤波器的带外二三次谐波对滤波器设计的成败至关重要。在一般的设计中可以采用缺陷地口氩ǔ谐振器凹’喾椒ɡ匆种贫涡巢ǎ陨种方法适合于带宽中心频率较低的带通滤波器,设计的带通滤波器通频带为~虼耸褂靡陨种方法显然不能达到设计的标准。通过以上分析,设计采用串联低通滤波器的方!“!兰兰釜三兰;;::垒】三;;;;;;:;;。,·
畔—皂一鹰器一警蒹眦裂豁口』口似口罂瓣口』尸蓥吾星耄黜Ⅶ睦狹狪嘿气薹蚕器的二三次谐波。在√蟠中进行仿真优化,直到通带和阻带嚣翟皇兰垫查篁童兰型⒋瞬ㄆ鞯纳杓狹狹狪猅狤一时Ⅲ:嘲眦着带宽的增加而变窄,利用砑梢越詈霞湎队呕韣Ⅱ一法来实现对二三次谐波的抑制。低通滤波器模型的生成利用瞬ㄆ飨虻忌梢桓鼋刂蛊德饰的准懿问M衷残蔚屯瞬ㄆ鳎缤所示。运用节中的等效方法,分别用高阻抗微带线等效电感,用扇形短截线等效电容。在等效过程中,将微带线的宽度设置为,从而求得各个微带线长度;将扇形短截线中潭ㄎ.,扇形所对的圆心角设置为。,从而求出各个扇形短截线的长度图⒋叩屯瞬ㄆ在卸愿玫缏方杏呕缤所示。带通滤波器模型的生成利用瞬ㄆ飨虻忌赏ù..发夹形带通滤波器。需要注意的是,滤波器耦合间隙会随凶詈笥呕峁到很小,虽然
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一种P波段大功率空气带状线低通滤波器的设计
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Ka波段E面波导滤波器的误差研究.pdf 61页
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Ka波段E面波导滤波器的误差研究
本文首先对单膜片、双膜片E面波导滤波器的原理、分析方法、设计过程
等进行了简单介绍，以复功率守衡的方法计算等效电抗参量，再经过频率变换、
用微波结构实现K变换以达到滤波器准确设计方法。蒙特卡洛数方法与微波仿
真相结合，实现对E面滤波器的误差仿真。
蒙特卡洛方法是一种以概率统计理论为指导的一类非常重要的数值计算
方法，使用随机数来解决很多很难计算的问题。蒙特卡洛法与微波仿真结合可
以对复杂的滤波器进行误差数值模拟，通过对主要结构参数设置随机误差值，
然后多次重复仿真，得以得到不同精度下的误差对于微波滤波器性能的影响情
论文对影响E面波导滤波器性能的主要结构进行仿真，得到膜片的偏置、
厚度、谐振腔尺寸对于滤波器S参数的影响规律。对误差进行仿真，得到其在
不同误差范围内的S参数区域带，利用这些数据并结合实际加工精度就可以实
现对滤波器性能预判，可以有效的指导实际加工生产。
关键词：误差，仿真，微波滤波器，蒙特卡洛，E面。
ResearchonErrorsofKa-·band
E··plane
Thisarticle withabriefintroductionon
principleanalytical
accuratemethodwhich
singlepatchdouble-diaphragm，adesign
calculatedvalue
electricresistance
equivalent
parameters complex
conservationmethodthenaftera
transformmicrowavestructures．WithinnovativecombinationofMonteCarlo
simulationmethodsandmicrowave
simulation，simulationE—plane
isimplemented．
Carlomethodis classof
numericalmethodwiththe
veryimportant
utilizedtosolvealotofthe
statistics，often
guidetheoryprobability
difficulttocalculatewiththeuseofrandomnumbers．Withcombinationof
MonteCarlosimulationmethodandmicrowave
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预算：￥10000预算：小于￥10000
浙江省湖北省
一种S波段窄带带通滤波器的设计和优化
[导读]引言
　　在现代微波通信系统中，带通滤波器是使由上边频和下边频确定的频带内的信号通过，而对频带以外的信号进行抑制的重要功能器件。它应用广泛，结构类型繁多。微带线平行耦合带通滤波器是较为常见的一种微波带
　　在现代微波通信系统中，带通滤波器是使由上边频和下边频确定的频带内的信号通过，而对频带以外的信号进行抑制的重要功能器件。它应用广泛，结构类型繁多。微带线平行耦合带通滤波器是较为常见的一种微波带通滤波器。近年来，微波系统的设计越来越复杂，对微波滤波器的指标要求也越来越高，传统的设计方法已经不能满足设计的需要，使用微波EDA软件工具进行微波元器件与微波系统的设计，已经成为微波电路设计的必然趋势。Serenade是一种功能强大的微波电路系统仿真软件。应用综合设计法，结合Serenade软件进行仿真、优化，能够克服理论分析精度低的缺点，且使设计周期缩短、设计成本降低。本文引用地址:
　　设计过程
　　滤波器的设计指标为：
　　中心频率fc:3GHz;
　　带宽：2 0%，即0.6 G H z，2.7GHz～3.3GHz：
　　通带内：S2l&-2dB，S11&-20dB;
　　带外抑制：频带两端&fc&20%，(即2.4GHz和3.6GHz)处，S21&-25dB;
　　带内波纹：0.2dB。
　　具体设计步骤如下：
　　1.选择标准低通滤波器参数在3.6GHz处，归一化频率
　　=1.833。指标要求在&O=1.833处达到-25dB的抑制，经过查表和综合考虑，确定滤波器节数N=5。查表可知，0.2dB波纹的标准5节切比雪夫滤波器归一化参数为：
　　2.计算归一化带宽
　　3.根据归一化带宽和标准低通滤波器参数计算奇模、偶模特性阻抗Zo和Zo
　　取Zo=50&O。首先根据公式计算下列参数：
　　计算得：
　　 　这些参数代人下列公式可计算Zo和Ze：
　　计算得
　　4.确定耦合微带线的原始尺寸
　　选择PCB板材料，介质基片的相对介电常数为&r=4.2，厚度h=1.5mm，封装高度HU=100mm，每一段耦合微带线的电长度为90&。用Serenade软件中的工具TRL，设置相应的参数，可以计算耦合微带线的原始尺寸W、S、P。
　　5.应用Serenade进行仿真和优化
　　在Serenade中建立滤波器的电原理图，如图1所示。
　需要注意的是，如果耦合微带线的尺寸小于0.1mm，将使光刻误差过大，而且工艺很难实现，在设计中，这种情况应该避免。如果出现尺寸过小的情况，应该重新优化，或者采用阻抗变换的方法(如可重新选择Z0=70&O来解决问题。所以，必须对优化后的尺寸进行检查。结果表明，优化尺寸满足工艺要求。最终的优化尺寸如下：
　　Serenade仿真软件具有丰富的微波元件模型和精确的数值分析算法，对微波电路的仿真分析非常方便、快速和直观，利用它可以迅速地把设计思想表现出来并给以验证、改进和实现。对以上进行的分析和优化工作，如由人工来完成是非常困难的，不仅费力，也难得到满意的结果。如以设计者自行编写程序的方式进行分析和优化，工作量同样是巨大的，体现在对模型的建立、算法的选择和数据的处理等方面，都是得不偿失的。而Serenade仿真软件提供了一个优秀的仿真设计平台，设计者可以把精力集中在专业的内容上，而不必为具体的编程花费精力，因而大大提高了工作效率。
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