階躍阻抗微波低通濾波器設(shè)計與仿真

階躍阻抗微波低通濾波器設(shè)計與仿真第一頁，共28頁。階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計與仿真答辯學(xué)生：++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50Ω，最高實際阻抗120Ω，最低實際阻抗20Ω。設(shè)計要求第二頁，共28頁。階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計與仿真答辯學(xué)生：++指導(dǎo)老師：++

應(yīng)用背景簡介

濾波器在無線通信系統(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。第三頁，共28頁。階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計與仿真答辯學(xué)生：++指導(dǎo)老師：++

低通濾波器

低通濾波器（Low-passfilter）是容許低于截止頻率的信號通過，但高于截止頻率的信號不能通過的電子濾波裝置。第四頁，共28頁。階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計與仿真答辯學(xué)生：++指導(dǎo)老師：++微帶線當(dāng)頻率高500MHz時，分布參數(shù)引起的阻抗效應(yīng)增大，不可忽略。而微帶線具有體積小、重量輕、價格低、可靠性高等特點，且適宜與固體芯片期間配合構(gòu)成集成電路，得到廣泛的應(yīng)用。第五頁，共28頁。階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計與仿真答辯學(xué)生：++指導(dǎo)老師：++w/h值計算公式第六頁，共28頁。階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計與仿真答辯學(xué)生：++指導(dǎo)老師：++Richards規(guī)則：終端短路的一段傳輸線可以等效為集總元件的電感；終端開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。Richards、Kuroda等效變換第七頁，共28頁。階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計與仿真答辯學(xué)生：++指導(dǎo)老師：++基于Kuroda設(shè)計的濾波器第八頁，共28頁。階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計與仿真答辯學(xué)生：++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)第九頁，共28頁。階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計與仿真答辯學(xué)生：++指導(dǎo)老師：++微帶濾波器的版圖第十頁，共28頁。階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計與仿真答辯學(xué)生：++指導(dǎo)老師：++版圖仿真結(jié)果S11參數(shù)S21參數(shù)第十一頁，共28頁。階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計與仿真答辯學(xué)生：++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)系曲線第十二頁，共28頁。階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計與仿真答辯學(xué)生：++指導(dǎo)老師：++巴特沃茲濾波器低通原型元器件值ng1g2g3g4g5g6g712121.41421.41423121140.76541.84781.84780.7654150.6181.61821.6180.618160.51761.41420.93180.93181.41420.51761第十三頁，共28頁。階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計與仿真答辯學(xué)生：++指導(dǎo)老師：++當(dāng)w/wc-1=0.6，LA>20dB，故最大平坦濾波器級數(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。第十四頁，共28頁。階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計與仿真答辯學(xué)生：++指導(dǎo)老師：++傳輸線長度計算公式根據(jù)傳輸線理論知識可知：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。第十五頁，共28頁。階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計與仿真答辯學(xué)生：++指導(dǎo)老師：++微帶線計算工具窗口第十六頁，共28頁。階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計與仿真答辯學(xué)生：++指導(dǎo)老師：++各支節(jié)的長度和寬度節(jié)數(shù)giZi=Zl或Zh(Ω)Βli(度)Wi（mm）Li(mm)1150903.08716.6920.5172011.811.32.0531.41412033.80.4286.6341.9322044.311.37.6951.93212046.10.4289.0461.4142032.411.35.6370.51712012.30.4282.418150903.08716.69第十七頁，共28頁。階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計與仿真答辯學(xué)生：++指導(dǎo)老師：++濾波器電路原理圖第十八頁，共28頁。階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計與仿真答辯學(xué)生：++指導(dǎo)老師：++

原理圖仿真結(jié)果S11參數(shù)S21參數(shù)第十九頁，共28頁。階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計與仿真答辯學(xué)生：++指導(dǎo)老師：++

濾波器版圖第二十頁，共28頁。階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計與仿真答辯學(xué)生：++指導(dǎo)老師：++

版圖仿真結(jié)果S11參數(shù)S21參數(shù)第二十一頁，共28頁。階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計與仿真答辯學(xué)生：++指導(dǎo)老師：++

S21參數(shù)的相位特性第二十二頁，共28頁。階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計與仿真答辯學(xué)生：++指導(dǎo)老師：++等波紋低通濾波器原型的元件取值Ng1g2g3g4g5g6g710.69861.0000

21.40290.70711.9841

31.59631.09671.59631.0000

41.67031.19262.36610.84191.9841

51.70581.22962.54081.22961.70581.0000

61.72541.24792.60641.31372.47580.86961.9841第二十三頁，共28頁。階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計與仿真答辯學(xué)生：++指導(dǎo)老師：++各支節(jié)的寬度和長度

節(jié)數(shù)giZh或Zlβl(度)W（mm）l(mm)11.6702038.2811.306.6521.19312028.470.3865.8432.3662054.2311.309.440.84212020.100.3864.651.9842045.4711.307.9第二十四頁，共28頁。階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計與仿真答辯學(xué)生：++指導(dǎo)老師：++

切比雪夫濾波器原理圖與版圖第二十五頁，共28頁。階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計與仿真答辯學(xué)生：++指導(dǎo)老師：++仿真結(jié)果S11參數(shù)S21參數(shù)第二十六頁，共28頁。階躍阻抗微波低通濾波器的設(shè)計與仿真答辯學(xué)生：++指導(dǎo)老師：++

總結(jié)

從以上設(shè)計可以看出，為達到設(shè)計參數(shù)要求，利用濾波器向?qū)гO(shè)計只需采用五階，就