第七章+滤波器3精要.ppt

* 微带半波长平行耦合滤波器设计—步骤 （4）根据偶、奇模阻抗决定耦合微带线的尺寸（宽度和间距）。 （5）按式1决定耦合区的长度。 （6）根据微带线开路端的边缘电容，对上述耦合区的长度进行修正。 * 微带半波长平行耦合滤波器设计--耦合区的长度 耦合区（段）的长度的标称值为四分之一波导波长。在耦合微带线的情况下，由于偶模和奇模的相速不同，因此在选择耦合区的长度时要选用二者（四分之一偶模波长和四分之一奇模波长）之间的某一个数值： 式中：f0是通带中心频率，?0是其对应的自由空间波长，c0是自由空间光速。 （1） * 微带半波长平行耦合滤波器设计--耦合区的长度 其中 式中 (vp/c)e和(vp/c)o分别是每个耦合段的偶模和奇模的相对相速，可由公式算出和用图表查出。 一般限y ? 0.25，可给出较好的结果。 在设计时，还应当考虑半波长开路谐振器在两个开路端上的边缘电容。对这个边缘电容，可以减小谐振器的长度来补偿。 （2） * 微带半波长平行耦合滤波器设计—实例 设计微波带通滤波器，其指标是： 中心频率：f0 = 5.0千兆赫（GHz） 通带宽度：相对带宽 ，或 MHz 通带衰减：等于或小于0.1dB。 阻带衰减：在4.75GHz频率上至少有20dB的衰减。 端接条件：两端均为50?的微带线（ZA = ZB = 50?） * 微带半波长平行耦合滤波器设计—实例 （1）确定低通原型：选用0.1分贝波纹的切比雪夫原型。该低通原型滤波器的阶次n，可以利用变换式 在本例情况下，BW = 0.25GHz，f0 = 5GHz，f = 4.75GHz，由此得到 查出，n = 4。归一化低通原型的元件值为： g0 = 1，g1 = 1.1088，g2 = 1.3061， g3 = 1.7703，g4 = 0.8180，g5 = 1.3554 * 微带半波长平行耦合滤波器设计—实例 （2）计算表1所列各参数： * 微带半波长平行耦合滤波器设计—实例 滤波器采用对称的耦合微带线结构，因此选择 * 微带半波长平行耦合滤波器设计—实例 （3）计算表2中阻抗矩阵元素和偶、奇模阻抗： * 微带半波长平行耦合滤波器设计—实例 各耦合段的偶、奇模阻抗的计算结果列于表3中。 表3 各耦合段的偶、奇模阻抗计算值 * 微带半波长平行耦合滤波器设计—实例 选用?r = 8.8的陶瓷材料作为微带滤波器的基片，其厚度h = 0.7毫米，根据表3的数据，可计算出各耦合微带线的尺寸，如表4。 * 微带半波长平行耦合滤波器设计—实例 （5）决定每个耦合区的长度：首先需计算每个耦合区的偶、奇模相速，然后根据式（2）计算V值，最后按式（1）算出每个耦合区的标称长度。每个耦合区的偶、奇相速可以利用下图近似估计出来。 * 微带半波长平行耦合滤波器设计—实例 耦合区的奇偶模相速 * 微带半波长平行耦合滤波器设计—实例 （6）边缘电容的修正：具有开路终端的每条微带线应减小的长度?lk–1,k，可从（3）算出。对于第1和5耦合区， ? l01 = ? l45 = 0.36h = 0.252毫米，其余耦合区长度的修正量为? l12 = ? l23 = ? l34 = 0.38h = 0.266毫米。 ?e为微带线有效介电常数。 （3） * 微带半波长平行耦合滤波器设计—实例 由此得所设计的半波长开路谐振器平行耦合滤波器的结构尺寸的汇总表，其标注如右图。 * 微带半波长平行耦合滤波器设计—实例 实际制成的该滤波器的实物照片如图5-31所示。 图5-31 例示的半波长谐振器平行耦合滤波器的实物照片 * 微带半波长平行耦合滤波器设计—实例 测试频率特性。 * 发夹型和混合发夹型滤波器 半波长微带谐振器平行耦合滤波器的优点是结构简单，制作容易，但频率较低时占用基片面积大。在低频应用时，缩小基片占用面积的途径有二，一是用高介电系数的基片，二是把平行耦合结构改为图示发夹型结构。 * 发夹型滤波器 5级切比雪夫型滤波器，工作频率905MHz，基片厚度2mm，相对介电系数为80，损耗正切约0.0002。在40MHz带宽范围内，插入损耗、反射损耗分别优于3dB和17dB。 * 发夹型和混合发夹型滤波器 发夹型滤波器 混合的发夹型和半波长平行耦合滤波器 * 发夹型滤波器每一个发夹线内部有耦合；全发夹型滤波器容易激起比通带中心频率高得不多的表面波，产生另外的寄生通带，因此一般采用发夹线和平行耦合线混合式的滤波器 发夹型和混合发夹型滤波器 * 介质谐振器滤波器 制作高性能高稳定的窄带滤波器，常用于带通