微波濾波器設(shè)計培訓(xùn)教程

新員工培訓(xùn)------微波濾波器基礎(chǔ)知識介紹微波及其特點所謂微波是一種具有極高頻率（通常為300MHz~300GHz），波長很短，通常為1m~1mm的電磁波。微波具有似光性和似聲性、穿透性、信息容量大等特點。濾波器的基本原理

濾波器顧名思義就是對電磁波信號進(jìn)行過濾，讓需要的信號通過，抑制不需要的信號，主要目的為了解決不同頻段、不同形式的無線通訊系統(tǒng)之間的干擾問題，其特性可以用通帶工作頻段、插入損耗、帶內(nèi)波動、帶外抑制、端口駐波比、隔離度、矩形系數(shù)、功率容量、群時延指標(biāo)來描述。濾波器的四種形式低通濾波器低通濾波器電路原型濾波器的四種形式高通濾波器濾波器的四種形式帶通濾波器帶通濾波器電路原型濾波器的四種形式帶阻濾波器帶通災(zāi)濾波漏器技礎(chǔ)術(shù)指扒標(biāo)通帶聲工作退頻段即濾宵波器因允許魯通過虎電磁趕波的馬頻率自范圍壯。通恨帶的水理解將在生第產(chǎn)過熟程提留供的屢技術(shù)雜指標(biāo)紡規(guī)定票嚴(yán)格四了的協(xié)，不跌需要盛怎樣兼的去子按照柏上面栗的定劈燕義去孫具體許計算董。也續(xù)可以選這樣巷說，盛如果舒我們繁的差陶損要庫求是0.餓8d拳b，通看帶需想要10弟M的帶丈寬，臺那么悅我們桌的通翠帶就圖可以匯說成瓣是0.豈8d已b帶寬訓(xùn)為10靈M.帶通特濾波必器技市術(shù)指恭標(biāo)插入物損耗又稱段衰減,在理傅想情膛況下夸，插弓入到附射頻甘電路浩中的號理想虧濾波福器，懷不應(yīng)越在其鼠通帶濟(jì)內(nèi)引偽入任創(chuàng)何功到率損區(qū)耗.然而鉆現(xiàn)實壯中我演們無部法消年除濾針波器膨固有院的,某種但程度速的功鉤率損殿耗.插入心損耗填定量不的描躺述了貝功率勁響應(yīng)耽幅度嗎與0d灣B基準(zhǔn)質(zhì)的插坊值,其數(shù)傾學(xué)表貌達(dá)式衰為:其中PL是濾游波器鋸向負(fù)煮載輸疾出的拋功率,殃P(guān)i械n是濾掛波器掠從信尸號源傘得到君的輸張入功覆率,一般庸希望意插入尾損耗援越小崇越好兼。帶通順濾波湖器技些術(shù)指殼標(biāo)帶內(nèi)箭波動在規(guī)仇定的啦帶寬旬內(nèi),插入斬?fù)p耗蔥最大珠點減剃去最怒小點敗的即浸為帶嫌內(nèi)波享動。治又叫俘帶內(nèi)定波紋求或者運(yùn)通帶慘波紋斗。指岡通帶鉛內(nèi)信中號幅括度的迷起伏連程度識，也怎受限異于諧畫振器方的固誰有Q值，喪一般摩希望憐盡可示能的頓小。帶通漲濾波勒器技亭術(shù)指柿標(biāo)帶外擇抑制又稱箭阻帶眼抑制,理想秀的濾臂波器苗是矩恭形的扒，通驕帶內(nèi)困的信毀號全烘部通戴過，而通道婚外的勒信號晉全部踐過濾斬掉，截但實轎際情額況是廢，只杯能過凱濾掉垂一部嫩分能嫂量，貪帶外覆抑制潮度反宰應(yīng)了果對過晃濾信遣號的握衰減縫幅度,對不踏需要攪的頻食率點盟，信意號的宅抑制彈能力戰(zhàn)，一臂般希稻望盡劃可能僚的大狀，并荒在通否帶范奔圍外訓(xùn)陡峭厘的下騙降，維通常腦取帶館外與儀帶寬犯為一易定比壯值的膝某一遞頻率泰的衰原減值伍作為急此項樣指標(biāo)卵。帶練外抑題制這亦個概萍念實采際上午還是濃屬于暮損耗佛的范藝疇，競只是曾我們健現(xiàn)在巴所說略指的劫是在字通帶孫外，泊信號竊的衰您減已花經(jīng)被授抑制泳得比庭較充停分，塊這個議具體粱的損刻耗值帽就是航帶外礦抑制大的值天。帶通問濾波種器技儉術(shù)指身標(biāo)端口陳駐波舌比端口慎駐波季是衡呼量濾核波器丑性能穩(wěn)的一待個關(guān)洽鍵指釘標(biāo)，廊反應(yīng)臨濾波寨器件窗與系趁統(tǒng)中酒其它包部件健的匹他配程剛度。嗽當(dāng)系戒統(tǒng)不曠匹配補(bǔ)時,饋線北上同品時存完在入溫射波Ei和反灣射波Er。在派入射法波和利反射恩波相握位相恐同的椒地方閱，入汁射波疲電壓刊與反德射波州電壓抓的幅地度相觸加形靠成一贏個最獅大電加壓振扇幅Em呼ax，稱絨為波甘腹；休而在奶入射夾波和換反射屑波相壩位相慕反的克地方查電壓奸幅度股相減色形成容一個業(yè)最小蜘電壓巴振幅Em屋in，稱梯為波姿節(jié)。沉其它期各點環(huán)電壓敘的幅公度值蓬則介嗓于波寫腹與權(quán)波節(jié)濾之間甘，這樸種合盯成波鬧稱為軍駐波屋。帶通澇濾波藍(lán)器技論術(shù)指且標(biāo)電壓膽駐波業(yè)比則療是波惠腹電旬壓與算波節(jié)題電壓滅的比節(jié)值，存即Ei為入典射波純電壓,宵Er為反敢射波墳電壓,當(dāng)ZL和Z0都為在實數(shù)優(yōu)時帶通周濾波譽(yù)器技郵術(shù)指前標(biāo)該指升標(biāo)另居一個兇含義貍相同風(fēng)的名黨稱是遲回波叢損耗利，單殘位為忽分貝蛋（dB），床二者凱可如犬下?lián)Q鼓算：帶通搭濾波蛇器技挎術(shù)指童標(biāo)隔離裳度為了聾區(qū)分冤在有鞋兩個著或者祝兩個盼以上系通帶徑情況始下（惱例如好雙工推器，曠合路脊器）留相互伙通帶精之間酬的帶意外抑甩制，仰這時艇我們算統(tǒng)一框稱帶賢外抑導(dǎo)制為爺隔離純。以雙朵工器克為例伶說明寺：收頓發(fā)隔遵離是被指在褲網(wǎng)絡(luò)尚分析騾儀的還兩個固通道偶分別藍(lán)接rx與tx端，陡而AT評N端接50歐姆吧負(fù)載廳時，肅整個盜頻段舊（TX的高購端點鮮與RX的低醫(yī)端點慚之間驚的帶撕寬）孝或者綠兩個摩通帶典內(nèi)（RX頻帶袋內(nèi)和TX頻帶仇內(nèi)）s1至2或者s2過1的值唯。帶通估濾波朗器技圖術(shù)指蜻標(biāo)矩形拍系數(shù)矩形間系數(shù)笨是60忙dB帶寬3d邀B帶寬科的比俱值,它描腹述了寧濾波幅器在批截止越頻率桌附近巖響應(yīng)尿曲線描變化文的陡匪峭程學(xué)度:帶通殃濾波厚器技駁術(shù)指導(dǎo)標(biāo)功率羨容量濾波奴器能致承受坑的最訪大信她號通內(nèi)過功若率，抬濾波紐奉器的蝦脈沖掃功率慚容量捆由其錯中強(qiáng)欄電場順對介炎質(zhì)的予擊穿粉來確斜定，呢這與寺濾波爬器的禿結(jié)構(gòu)退和介坡質(zhì)強(qiáng)蘋度有頌關(guān)。島通常絡(luò)同軸裝線和冶帶狀創(chuàng)線結(jié)叮構(gòu)的需功率盟容量蘿至少飛要比展矩形廁波導(dǎo)昨小6、7倍，查而矩晴形波簽導(dǎo)又鎮(zhèn)比圓遭波導(dǎo)晚小4倍左算右.帶通暈濾波耕器技奧術(shù)指陵標(biāo)群時降延信號輔通過疼濾波柜器時魔的延葬遲時冷間，炮可用川以下狐公式螺表示絮：其中φ為濾沃波器猛電壓童轉(zhuǎn)移恐函數(shù)Ea轟/E度L的相畜位，晌對于N個諧楊振器標(biāo)的帶盒通濾摸波器山，通秀帶內(nèi)張的群饞時延蘇可近鐘似估倉計為蘆：反射擊時延濾波洽器單潛節(jié)的港反射峰時延可近指似估弓計為掏：實際版調(diào)試蘋中可笑以調(diào)龜節(jié)抽搖頭耦復(fù)合線淘的高零度及卸粗細(xì)淋等來鵝調(diào)節(jié)濾波剪器指爽標(biāo)的風(fēng)測試雙工若器測襲試示載意圖斤：網(wǎng)絡(luò)旋分析藍(lán)儀PO少RT經(jīng)1疾PO礙RT滔2TX努A喚NT副RX(發(fā)射)旬(天線)獎(接收)雙工恥器50Ω網(wǎng)絡(luò)修分析鑼儀PO殼RT騙1魔PO聾RT妨2TX葡A言NT匯RX(發(fā)射)馳(天線)弊(接收)雙工毯器50ΩRX測試歐圖形TX測試烤圖形濾波妻器的恢實現(xiàn)霞形式集總喬參數(shù)脊濾波故器微帶椒線、榴帶狀勾線濾梯波器同軸錫腔體蹲濾波修器波導(dǎo)舉濾波緣瑞器介質(zhì)恰濾波政器同軸戚諧振糕腔濾乎波器其結(jié)輛構(gòu)排鎖列比誓較靈孫活，雁適合剛于10暑0M算Hz－40充GH密z頻段步帶通陳濾波莊器的輕設(shè)計鄰，在治當(dāng)今廢移動圓通信悄頻段鳴領(lǐng)域絕使用若最多否的當(dāng)拖是同厭軸腔侵，它糧的基購本原謙理是儲根據(jù)逮四分顆之一各開路霧線和巧二分志之一籃短路蝴線所鹿等效醉的LC支R諧振叼電路障。在困實際遵的產(chǎn)父品研歷發(fā)和脹生產(chǎn)吊中，應(yīng)我們突使用社了改討進(jìn)的歪雙同扮軸UI仇R(均勻磁阻抗秀匹配)四分注之一登波長淺諧振召結(jié)構(gòu)風(fēng)。這輸種結(jié)歷構(gòu)的穩(wěn)優(yōu)點凝是：爛結(jié)構(gòu)浮通用妄，易槽于開建發(fā)移阿植，板適用區(qū)移動謎通信燈全頻肯段；喇調(diào)節(jié)逼范圍皆大，特對公臂差要喬求不貌高，厲非常蔑適于逐初等嘗產(chǎn)品量的低刃成本京生產(chǎn)逢；功擊率容獸量大仁，采民用電卷耦合卡輸入警輸出狀，所殲以產(chǎn)連品一篇致性稅和穩(wěn)禽定性航很好進(jìn)。主要延由諧尼振腔舌、諧屈振導(dǎo)用體、娃調(diào)諧滑釘組狡成無加嚴(yán)載電失容濾波釋器的賓結(jié)構(gòu)濾波鑰器的掙結(jié)構(gòu)微波魂帶通仁濾波紀(jì)器的用設(shè)計濾波囑器的鋒特性蘆與濾亞波器士的設(shè)爹計關(guān)僻系很咱大，腐濾波學(xué)器的降抑制用特性踏一般孫采用攤?cè)N乓設(shè)計蟻函數(shù)救：1、巴宏特沃都斯函竄數(shù)；2、切崇比雪痕夫函魔數(shù)；3、橢陰圓函腔數(shù)，撤其中蘭切比傭雪夫爬函數(shù)室最為仇常用會。濾界波器僅的損循耗近濟(jì)似計晶算公幅式為仙：L≈緞4.哨34枝×f那0×踩∑gk/（BW長×Q）。一揭般來閉說，儲濾波露器的伙特性瓦存在英以下注規(guī)律淹：a)濾波較器的筍級數(shù)清越多烘，帶吹外衰粘減越取快；b)憂Q值越貧高，興損耗垮越小客；c)通帶弱帶寬孩越寬拜，損慌耗越導(dǎo)?。籨)工作陜頻率掃越高事，損扔耗越接大；微波晨帶通貪濾波據(jù)器的旋設(shè)計設(shè)計孕微波撕帶通架濾波最器的枯一種堪常用演的方嗓法是羨從集遞中元痰件的虎低通堵原型尼出發(fā)室，經(jīng)祥過頻核率變腿換，屋導(dǎo)出章集中膚參數(shù)鹿耦合水諧振責(zé)器帶線通濾捐波器般的設(shè)萬計公登式，惰然后豪用微促波結(jié)撈構(gòu)來比實現(xiàn)匠這些堂耦合遞結(jié)構(gòu)筆和諧吹振器值，從婆而得鵲到微擱波帶爸通濾蟻波器濾。首先戴根據(jù)欄濾波者器的吊頻率吉和阻話帶抑東制要探求選華定合宜適的兵低通泄濾波溉器原譜型。RF濾波并器綜臥合過洋程濾波器的技術(shù)指標(biāo)頻率變換低通原型傳遞特性低通原型綜合低通原型元件值頻率變換實際濾波器元件的歸一化值阻抗變換反歸一化實際濾波器真實元件值0.飲01分貝辰切比妥雪夫濤低通姑濾波辮器拋衰減統(tǒng)特性幅圖低通村原型紐奉元件景數(shù)值菊表從下嬌圖(a引)只有鴿一種驢電抗蛛元件采的低目通原著型出耀發(fā)，泄經(jīng)過散低通縣到帶崗?fù)ǖ呐l率房誠變換臭，即評可得爛到所甜需要粒的設(shè)像計公浙式。圖（b）是腸經(jīng)過右圖（a）的艘頻率肥變換念得到帆的，反圖中睛的Lr建j,交Cr壇j是第j個諧洲振器缸并聯(lián)奸的電閱感和估電容歇，j01是個黑諧振蕩器間肺的導(dǎo)矮納變著換器么，用袖他們迅是并渴聯(lián)的宿諧振搶器相澡互耦煎合起挽來，登從而賴構(gòu)成腔了帶竊通濾隊波器暫。上圖擦（b）中遮的導(dǎo)惑納變續(xù)換器千可以艷用圖痰（c）的屆電路外來替特?fù)Q后券，電酸路變玻成圖勇（d）。圖（c）中習(xí)的串短聯(lián)電慌容就鹽是圖怎（d）中門的耦態(tài)合電丸容C矮j,賞j蔬+袋1，其航并聯(lián)忍的負(fù)千電容班必須叮合并饞到相零鄰的陷并聯(lián)喊諧振川器的設(shè)正電拆容內(nèi)蘋，使距的電籃路的妄總電繭容為斬正，別即為疾電容C鞠j。經(jīng)過日計算籮可得投：相鄰擋兩個夕諧振思器間砍的耦友合系駱數(shù)：計算刃得出鼓各諧王振器抬之間絡(luò)的耦模合系教數(shù)以荷后，撲通過季用An許so光ft臂H逗FS性S進(jìn)行劍物理能結(jié)構(gòu)乳仿真眾，從感而得晨出實有際的趙尺寸胸結(jié)構(gòu)柜。設(shè)計勝實例技術(shù)隊指標(biāo)工作頁帶寬匆：82嫌5-室83慎5M鞏Hz插入族損耗尤：≤1.行0d怖B帶內(nèi)包波動災(zāi)：≤0.椅5d量B帶外苗抑制鴨：FC±1沾0M類Hz脆≥4皮0d氏B駐波皮比：俗≤1.間2首先銅我們困應(yīng)該載對阻舊帶頻成率進(jìn)而行歸木一化疤：我們祖將f0=8病30桂MH卸z，f=珍84礎(chǔ)5M優(yōu)Hz或者F=務(wù)81晶5M陜Hz帶如癢以上收公式膝可得些：Ω=2俊.9黑94通過嘆前面帆的圖骨表可姥以查述出諧舍振器干的數(shù)鮮目n=掉5,這與騙我們枕通過糞軟件乎仿真始得出繪的幅劃頻響午應(yīng)曲屠線是?；緜瞎?。插入逐損耗叮的計鍬算：L≈假4.嗚34舊×f0×∑精gn/（BW淘×Q）*∑gn=g1+g2+…兼+gng值可波以通錘過前炸面的鋤元件塘值表滅查到當(dāng)n=胞5時，∑gn=g1+g2+…+gn=0羨.7翅5+戶1.紗30共+1稼.5首7+女1.壘30心+0頓.7選5=熊5.戲63通過芬計算助我們薯可以槐的出壘當(dāng)L=警0.刮5d損B，Q=碧41早43。這爛時我鉛們可案以通件過An另so雪ft裙H判FS啄S進(jìn)行患物理客結(jié)構(gòu)茄仿真乓，得昨出單腳個諧嘩振器服的結(jié)悠構(gòu)。仿真香單腔Q值和補(bǔ)諧振唉頻率環(huán)的HF織SS模型級間腦耦合洪系數(shù)煮的計裝算通過們查表霉得出g1=g5=0緩.7巡壽5,則g2=g4=1競.3肥0,尾g3=1鋼.5統(tǒng)7.將g值代強(qiáng)入以陡上公簽式可限得：K12=K45=0鵲.0裕12簡2，K23=K34=8歉.4爽3。HF根SS中的菠耦合迫系數(shù)洽（窗蹄口）妹仿真續(xù)模型濾波泛器中情的交秒叉耦勤合交叉受耦合聾：它淚的原闊理實召際上押就是嬸引入臣傳輸?shù)瘮?shù)偽的零進(jìn)極點斜和副據(jù)零極鍬點，橋利用威交叉錯耦合泊技術(shù)爹可以僅大大糾的改通善濾炸波器猶的帶鮮外抑顛制及脹時延扒和相芝位特匪性，悼按結(jié)厭構(gòu)及笨作用牽等一盡般分亭為容潤性交釘叉耦多合、細(xì)感性館交叉猜耦合種，感左性耦苗合一溪般為校正耦獅合，現(xiàn)容性留耦合冒又可細(xì)分為健正耦描合和張負(fù)耦啦合。危不同灰的耦慈合有此不同裹的作營用。感性接交叉死耦合容性披交叉鐘耦合容性語交叉捉耦合左圖裕為不軟加交額叉耦哪合的紛圖形智，右辛圖為白加交踏叉耦惠合后酷的圖體形現(xiàn)有燙移動佩通信搖系統(tǒng)斃主要紀(jì)使用缺頻段1.柳GS偏M（Gl去ob拍al疾S晴ys鈴te蘆m紗fo誤r濟(jì)Mo愈bi氏le鼠C粉om羊mu擺ni仁ca紙ti步on神s）全辜球移噴動通來訊系處統(tǒng),頻率饒范圍中國茄移動GS愉M9趨00上行嚼：89樹0M介Hz編-9異09廟MH析z；下抵行：93寫5M副Hz裕-9眠54兆MH津z。中國腳聯(lián)通GS掉M9仙00上行引：90辭9M執(zhí)Hz假-9遭15臭MH思z；下滾行：95鏈4M椅Hz片-9存60業(yè)MH象z。GS姑M1欄80押0（DC盆S）上行紛：17發(fā)10規(guī)MH揮z-扇17比85梨MH削z下行遵：18巨05瘦MH陣z-藏18獻(xiàn)80固MH播z現(xiàn)有船移動寶通信充系統(tǒng)艘主要螞使用繼頻段2.CD中MA分(量Co佩de摸-D熔iv唉is泳io眨n鹽Mu掩lt飼ip豎le籃A糖cc圈es炭s)碼分晃多址頻率教范圍上行暈：82茄4M萬Hz苗-8蜻49脊MH必z；下行泳：86享9M貞Hz封-8落94續(xù)MH觀z。目前堤中國救聯(lián)通CD奪MA使用域的頻顫率為上行奔：82眾5M季Hz嶄-8濁35軌MH哪z；下行測：87削0M緩Hz驢-判88判0M固Hz現(xiàn)有潛移動顧通信診系統(tǒng)貨主要初使用俘頻段3.科TD剝-S督CD湊MA（Ti勤me叨D燙iv諒is請io杜n爸Sy特nc兆hr加on模ou爭s乖Do拋de腳D唐iv趴is嗽io降n競Mu協(xié)lt配ip隊le低A翠cc魯es忍s）的慌中文蠅含義莖為時早分同司步碼愉分多盟址接秘入頻率止范圍18習(xí)80怖MH戀z演-1捕92駁0M索Hz御;20承10拖MH潑z阻-2補(bǔ)02慌5M娃Hz；補(bǔ)充永頻段：23御00誼MH商z聾-2擴(kuò)40拒0M泥Hz。現(xiàn)有漢移動售通信己系統(tǒng)姿主要籍使用抱頻段4.垂W翼CD剃MA（Wi胖de蓮ba靜nd真C首DM輸A）寬癥帶分章碼多猜工存賤取頻率對范圍上行煎：19怎20襖MH季z-閃19郊80屬M(fèi)H泄z下行靠：21是10顧MH仔z-黎21撿70恥MH也z現(xiàn)有由移動懂通信吹系統(tǒng)線主要泳使用們頻段5.銷PH歸S(匹Pe慰rs至on觀al侮H串a(chǎn)n元dl盞in址g衣Sy灶st個em鞭)個人騰手持坊設(shè)備目前淚國內(nèi)瞎典型摘應(yīng)用兔頻率粗為19磨00麻MH饑z-讓19著10杰MH午z19停00充MH衰z-寒19士15盾MH懲z19貸00神MH辦z-欣19短20墾MH唯z現(xiàn)有北移動費(fèi)通信忽系統(tǒng)計主要閉使用盜頻段6.饒WL魄AN蜘(w雜ir賀el談es廉s驚lo攻ca系l末ar勒ea獨n繳et饞wo詢rk科)無線功局域釀網(wǎng)無線恰局域弱網(wǎng)在5.繩8米GH靈z和2.益4惕GH鴉z兩個拍頻段浴都可頑以用軟做無脆線局腸域上看網(wǎng)頻伍段,2.笑4謊GH脹z:臣2斃40越0M效Hz罷-2糖48漿3.詞5M撓Hz5.外8逃GH窗z:壩5困72迎5M提Hz蕩-5見85閱0M杠Hz公司附濾波嗚器產(chǎn)找品簡言介公司畝目前蛛的產(chǎn)斑品主劣要有熄多路纖合路仇