階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真

1、階躍阻抗微波低通濾波器的階躍阻抗微波低通濾波器的 設(shè)計(jì)與仿真設(shè)計(jì)與仿真階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真答辯學(xué)生：答辯學(xué)生：+ + 指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師：+具有最平坦響應(yīng)截止頻率2.5GHz 在4GHz處插入損耗大于20dB 輸入輸出阻抗為50，最高實(shí)際阻抗120 ，最低實(shí)際阻抗20 。設(shè)計(jì)要求階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真答辯學(xué)生：答辯學(xué)生：+ + 指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師：+應(yīng)用背景簡(jiǎn)介應(yīng)用背景簡(jiǎn)介 濾波器在無(wú)線通信系統(tǒng)中至關(guān)重要，起到頻帶和信道選擇的作用，并且能濾除諧波，抑制雜散。階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真階躍阻抗微

2、波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真答辯學(xué)生：答辯學(xué)生：+ + 指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師：+低通濾波器 低通濾波器（Low-pass filter）是容許低于截止頻率的信號(hào)通過(guò)，但高于截止頻率的信號(hào)不能通過(guò)的電子濾波裝置。階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真答辯學(xué)生：答辯學(xué)生：+ + 指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師：+微帶線當(dāng)頻率高當(dāng)頻率高500MHz時(shí)，分布參數(shù)引時(shí)，分布參數(shù)引起的阻抗效應(yīng)增起的阻抗效應(yīng)增大，不可忽略。大，不可忽略。而微帶線具有體而微帶線具有體積小、重量輕、積小、重量輕、價(jià)格低、可靠性價(jià)格低、可靠性高等特點(diǎn)，且適高等特點(diǎn)，且適宜與固體芯片期宜與固體芯片期間配合構(gòu)成集成間配合

3、構(gòu)成集成電路，得到廣泛電路，得到廣泛的應(yīng)用。的應(yīng)用。hwwh2121rrre112125 . 0041. 0wh2121rrre1215 . 0hw hw 階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真答辯學(xué)生：答辯學(xué)生：+ + 指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師：+w/h值計(jì)算公式2ee8hA2Aw2hwrrr61. 039. 01Bln21)1B2(12hln-Bwrrr011. 023. 0112160rZArZB023772hw階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真答辯學(xué)生：答辯學(xué)生：+ + 指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師：+Richards規(guī)則：終端短路的一段

4、傳輸線可以等效為集總元件的電感；終端開(kāi)路的一段傳輸線可以等效為集總元件的電容；Kuroda規(guī)則：通過(guò)加入相應(yīng)的微帶傳輸線把串聯(lián)短截線變換為并聯(lián)短截線，也可以將短截線在物理上分開(kāi)。Richards 、Kuroda等效變換階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真答辯學(xué)生：答辯學(xué)生：+ + 指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師：+基于Kuroda設(shè)計(jì)的濾波器階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真答辯學(xué)生：答辯學(xué)生：+ + 指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師：+生成的巴特沃茲濾波器的響應(yīng)曲線S11參數(shù)S21參數(shù)階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真

5、答辯學(xué)生：答辯學(xué)生：+ + 指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師：+微帶濾波器的版圖階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真答辯學(xué)生：答辯學(xué)生：+ + 指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師：+版圖仿真結(jié)果S11參數(shù)S21參數(shù)階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真答辯學(xué)生：答辯學(xué)生：+ + 指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師：+最平坦濾波器原型的衰減與歸一化頻率的關(guān)系曲線階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真答辯學(xué)生：答辯學(xué)生：+ + 指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師：+巴特沃茲濾波器低通原型元器件值n ng g1 1g g2 2g g3 3g g4 4g g5 5g g6

6、 6g g7 71 12 21 12 21.41421.41421.41421.41423 31 12 21 11 14 40.76540.76541.84781.84781.84781.84780.76540.76541 15 50.6180.6181.6181.6182 21.6181.6180.6180.6181 16 60.51760.51761.41421.41420.93180.93180.93180.93181.41421.41420.51760.51761 1階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真答辯學(xué)生：答辯學(xué)生：+ + 指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師：+當(dāng)

7、 w/wc -1=0.6 ，LA20dB，故最大平坦濾波器級(jí)數(shù)n=6。 根據(jù)低通濾波器原型值：g1=0.5176,g2=1.4142,g3=0.9318,g4=0.9318,g5=1.4142,g6=0.5176。階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真答辯學(xué)生：答辯學(xué)生：+ + 指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師：+傳輸線長(zhǎng)度計(jì)算公式 根據(jù)傳輸線理論知識(shí)可知：一段特性阻抗很高的傳輸線可以等效為串聯(lián)電感；一段特性阻抗很低的傳輸線可以等效為并聯(lián)電容。ZLRlhSRlslCZ階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真答辯學(xué)生：答辯學(xué)生：+ + 指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老

8、師：+微帶線計(jì)算工具窗口階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真答辯學(xué)生：答辯學(xué)生：+ + 指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師：+各支節(jié)的長(zhǎng)度和寬度節(jié)數(shù)節(jié)數(shù)gigiZi=ZlZi=Zl或或Zh(Zh()li(li(度度) )WiWi（mmmm）Li(mm)Li(mm)1 11 1505090903.0873.08716.6916.692 20.5170.517202011.811.811.311.32.052.053 31.4141.41412012033.833.80.4280.4286.636.634 41.9321.932202044.344.311.311.37.697.6

9、95 51.9321.93212012046.146.10.4280.4289.049.046 61.4141.414202032.432.411.311.35.635.637 70.5170.51712012012.312.30.4280.4282.412.418 81 1505090903.0873.08716.6916.69階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真答辯學(xué)生：答辯學(xué)生：+ + 指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師：+濾波器電路原理圖階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真答辯學(xué)生：答辯學(xué)生：+ + 指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師：+原理圖仿真結(jié)果S

10、11參數(shù)S21參數(shù)階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真答辯學(xué)生：答辯學(xué)生：+ + 指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師：+濾波器版圖階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真答辯學(xué)生：答辯學(xué)生：+ + 指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師：+版圖仿真結(jié)果S11參數(shù) S21參數(shù)階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真答辯學(xué)生：答辯學(xué)生：+ + 指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師：+S21參數(shù)的相位特性階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真答辯學(xué)生：答辯學(xué)生：+ + 指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師：+等波紋低通濾波器原型的元件取值N Ng g1

11、1g g2 2g g3 3g g4 4g g5 5g g6 6g g7 71 10.69860.69861.00001.0000 2 21.40291.40290.70710.70711.98411.9841 3 31.59631.59631.09671.09671.59631.59631.00001.0000 4 41.67031.67031.19261.19262.36612.36610.84190.84191.98411.9841 5 51.70581.70581.22961.22962.54082.54081.22961.22961.70581.70581.00001.0000 6 6

12、1.72541.72541.24791.24792.60642.60641.31371.31372.47582.47580.86960.86961.98411.9841階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真答辯學(xué)生：答辯學(xué)生：+ + 指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師：+各支節(jié)的寬度和長(zhǎng)度節(jié)數(shù)節(jié)數(shù)gigiZhZh或或ZlZll(l(度度) )W W（mmmm）l(mm)l(mm)1 11.6701.670202038.2838.2811.3011.306.656.652 21.1931.19312012028.4728.470.3860.3865.845.843 32.3662.

13、366202054.2354.2311.3011.309.49.44 40.8420.84212012020.1020.100.3860.3864.64.65 51.9841.984202045.4745.4711.3011.307.97.9階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真答辯學(xué)生：答辯學(xué)生：+ + 指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師：+切比雪夫?yàn)V波器原理圖與版圖階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真答辯學(xué)生：答辯學(xué)生：+ + 指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師：+仿真結(jié)果S11參數(shù)S21參數(shù)階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真答辯學(xué)生：答辯學(xué)生：+ + 指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師：+總結(jié) 從以上設(shè)計(jì)可以看出，為達(dá)到設(shè)計(jì)參數(shù)要求