微波濾波器的設(shè)計(jì)ppt課件

1、 顧名思義，濾波器是一種濾波元件，其主要作用是濾除不需求的雜波干擾，得到需求的信號(hào)。因此，濾波器在如今通訊系統(tǒng)中，是一個(gè)不可或缺的部件，其性能的好壞直接關(guān)系到通訊系統(tǒng)的性能的優(yōu)劣。1 巴特沃斯濾波器最平坦濾波器濾波器的傳輸函數(shù)：濾波器的傳輸函數(shù)：濾波器的低通頻率呼應(yīng)曲線：濾波器的低通頻率呼應(yīng)曲線：2 切比雪夫?yàn)V波器帶內(nèi)等波紋濾波器的傳輸函數(shù)：濾波器的傳輸函數(shù)：濾波器的低通頻率呼應(yīng)曲線：濾波器的低通頻率呼應(yīng)曲線：3 橢圓濾波器帶內(nèi)帶外都具有等波紋特性濾波器的傳輸函數(shù)：濾波器的傳輸函數(shù)：濾波器的低通頻率呼應(yīng)曲線：濾波器的低通頻率呼應(yīng)曲線：4 高斯濾波器最平坦群時(shí)延濾波器的傳輸函數(shù)：濾波器的傳輸函數(shù)

2、：濾波器的低通頻率呼應(yīng)曲線：濾波器的低通頻率呼應(yīng)曲線：5 交叉耦合濾波器廣義切比雪夫?yàn)V波器 帶內(nèi)等波紋，帶外有限傳輸零點(diǎn)可控，帶外抑制度好濾波器的傳輸函數(shù)：濾波器的傳輸函數(shù)：濾波器的低通頻率呼應(yīng)曲線：濾波器的低通頻率呼應(yīng)曲線： 設(shè)計(jì)目的：設(shè)計(jì)目的：微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計(jì)微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)目的：設(shè)計(jì)目的：f0=1542MHz BW=34MHz1525-1559 LrBW-20dB La1600-40dB 濾波器采用微帶環(huán)路開口諧振器方式，介質(zhì)基板采用常用濾波器采用微帶環(huán)路開口諧振器方式，介質(zhì)基板采用常用的的FR4基板基板損耗不思索，即基板基板損耗不思索，即tan=0。微帶型交叉

3、耦合濾波器的設(shè)計(jì)微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計(jì) 濾波器參數(shù)計(jì)算：濾波器參數(shù)計(jì)算： 利用實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的交叉耦合濾波器耦合矩陣計(jì)算軟件，完成利用實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的交叉耦合濾波器耦合矩陣計(jì)算軟件，完成對(duì)該濾波器耦合矩陣的計(jì)算。對(duì)該濾波器耦合矩陣的計(jì)算。交叉耦合矩陣：交叉耦合矩陣：. . 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. .交叉耦合系數(shù)為：交叉耦合系數(shù)為：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有載質(zhì)量因數(shù)為：有載質(zhì)量因數(shù)為：Qe =35.967Qe =35.967微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計(jì)微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計(jì) matlab計(jì)算曲線：計(jì)算曲線：微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計(jì)微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計(jì) ADS電路模型：電路模型：微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計(jì)微帶型交叉耦合濾波

5、器的設(shè)計(jì) ADS仿真曲線：仿真曲線：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微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計(jì)微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計(jì) 濾波器的仿真：濾波器的仿真： step1 單腔頻率仿真單腔頻率仿真15.0015.5016.0016.5017.

6、00W1 mm1450.001500.001550.001600.001650.001700.001750.00re(f01)Ansoft CorporationHFSSDesign1XY Plot 1Curve Infore(f01)Setup1 : LastAdaptive 察看曲線可以確定諧振器諧振在察看曲線可以確定諧振器諧振在中心頻率處的尺寸大小中心頻率處的尺寸大小微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計(jì)微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計(jì) 濾波器的仿真：濾波器的仿真： step2 輸入輸出有載輸入輸出有載Q值仿真值仿真 察看該曲線即可確定當(dāng)察看該曲線即可確定當(dāng)Qe=35.967時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸入輸出端時(shí)，對(duì)應(yīng)的

7、輸入輸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微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計(jì)微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計(jì)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 濾波器的仿真：濾波器的仿真： s

9、tep3 耦合系數(shù)的仿真耦合系數(shù)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根據(jù)計(jì)算得到的耦合矩陣和曲線可以確定耦合縫隙的大小微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計(jì)微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計(jì) 濾波器的仿真：濾波器的仿真： step3 濾波器的全腔仿真濾波器的全腔仿真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微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計(jì)微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計(jì) 濾波器的仿真：濾波器的仿真： 一樣構(gòu)造，任務(wù)在海事衛(wèi)星通訊下行頻段的濾波一樣構(gòu)造，任務(wù)在海事衛(wèi)星通訊下行頻段的濾波器器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微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計(jì)微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計(jì) 同軸腔體濾波器的設(shè)計(jì) 腔體濾波器的設(shè)計(jì)步驟與方法與微帶濾波器的設(shè)計(jì)大致一樣。大家可以參照微帶濾波器的設(shè)計(jì)步驟進(jìn)展腔體濾波器的設(shè)計(jì)。下面就我在這段時(shí)間里，包括工程中所遇到的一些問(wèn)題和總結(jié)的一些閱歷給大家分享一下。 同軸腔體

13、濾波器的設(shè)計(jì) 同軸腔體諧振器的方式 常見構(gòu)造 小型化構(gòu)造 同軸腔體濾波器的設(shè)計(jì) 同軸腔體濾波的的饋電 直接饋電 耦合最強(qiáng)，有載Q值最小 圓盤耦合饋電耦合強(qiáng)弱與圓盤的大小和圓盤間隔諧振桿的間隔有關(guān) 磁耦合環(huán)饋電 耦合強(qiáng)弱與環(huán)的大小和環(huán)間隔諧振桿的間隔有關(guān) 同軸腔體濾波器的設(shè)計(jì) 同軸腔體濾波器的耦合磁耦合，耦合系數(shù)為正 腔體之間的窗越大，耦合越大；耦合桿越長(zhǎng)，耦合越大。 腔體之間的窗越大，耦合越大；耦合環(huán)越長(zhǎng)，耦合越大。 調(diào)理范圍大于左圖 ，可實(shí)現(xiàn)較大的耦合 同軸腔體濾波器的設(shè)計(jì) 同軸腔體濾波器的耦合電耦合，耦合系數(shù)為負(fù) 經(jīng)過(guò)耦合桿實(shí)現(xiàn)電耦合，耦合桿越長(zhǎng)，與諧振桿越近，耦合越大。經(jīng)過(guò)耦合桿實(shí)現(xiàn)電耦

14、合，耦合桿越長(zhǎng)，與諧振桿越近，頂端圓盤越大，耦合越大。經(jīng)過(guò)耦合桿實(shí)現(xiàn)電耦合，耦合桿越長(zhǎng)，與諧振桿越近，頂部彎折越深，耦合越大。 同軸腔體濾波器的設(shè)計(jì) 6腔2個(gè)傳輸零點(diǎn)濾波器的仿真 Qe =52.4689交叉耦合系數(shù)為：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： 同軸腔體濾波器的設(shè)計(jì) 6腔2個(gè)傳輸零點(diǎn)濾波器的仿真 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 同軸腔體濾波器的設(shè)計(jì) 6腔4個(gè)傳輸零點(diǎn)濾波器的仿真 您所求的交叉耦合系數(shù)為：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有載質(zhì)量因數(shù)為：Qe =52.4689 同軸腔體濾波器的設(shè)計(jì) 6腔4個(gè)傳輸零點(diǎn)濾波器的仿真 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 濾波器作為無(wú)線通訊系統(tǒng)中重要的組成部分，其性能的好壞直接關(guān)系到無(wú)線系統(tǒng)的優(yōu)劣。目前，國(guó)內(nèi)外幾乎一切通訊類相關(guān)制造企業(yè)，都會(huì)涉及到濾波器的設(shè)計(jì)，所以，掌握一定的濾波器的相關(guān)知識(shí)