微波滤波器的应用剖析.ppt

微波滤波器的应用 常见参数 插入衰减（IL）：传输功率PL与输入功率PIN之比， | ΓIN|为输入端的反射系数 纹波（Ripple）：指1dB或3dB带宽（截止频率）范围内，插损随频率在损耗均值曲线基础上波动的峰-峰值。 带宽（Bandwidth）：通带内对于3dB衰减量的上边频与下边频的频率差 阻带抑制（stopband）：通常以60dB作为阻带抑制的设计值 品质因数（Q值）：谐振回路中，平均储能与一个周期内平均耗能之比。Q值描述了滤波器的频率选择性，Q越高，带宽越窄，谐振曲线越尖锐，频率选择能力越强。 各种品质因素的关系为： 式中总功耗（对应有载品质因素 QLD ）包含滤波器的功耗（对应无载品质因数 QF ） 及外界负载的功耗（对应外部品质因素 QE ） QF 越高，插入损耗 IL 越低。 巴特斯沃函数：也叫最大平坦响应函数 切比雪夫函数 椭圆函数 LC滤波器 在通信系统中一般用于基带和中频电路，是最基础的微波滤波器。 一般是由滤波电容器、电抗器和电阻器适当组合而成，与谐波源并联，除起滤波作用外，还兼顾无功补偿的需要 分为两大类：调谐滤波器和高通滤波器。 调谐滤波器包括单调谐滤波器和双调谐滤波器， 可以滤除某一次(单调谐)或两次(双调谐)谐波，该 谐波的频率称为调谐滤波器的谐振频率。 LC滤波器 高通滤波器也称为减幅滤波器，主要包括一阶高通滤波器、二阶高通滤波器、三阶高通滤波器和c型滤波器，用来大幅衰减低于某一频率的谐波，该频率称为高通滤波器的截止频率。 优点：成本低、插入损耗小。 缺点：当工作频率较低时，所需要的电感和电容数值都很大，使得滤波器的体积和重量大。不易集成化。工作频率较高时，小电感不易制作，且分布参数影响难估计，调整困难。 微带线滤波器 射频和微波电路中最常用 优点： (1) 尺寸小，易于加工; (2) 可以采用不同的衬底材料而改变频率 的范围； (3)易于跟其他电路集成，在平面制图 和制版上非常方便 微带线滤波器 常见类型： 半波长平行耦合微带线带通滤波器 优点：结构紧凑、第二寄生通带的中心频率位于主通带中心频率的3倍处、适用频率较大、适用于宽带滤波器时相对带宽可达20%。 缺点：插损较大，滤波器在一个方向上占用了较大空间。 微带线滤波器 发夹型滤波器 是由发夹型谐并排耦合振器而成，与平行耦合带通滤波器相比，结构更紧凑，信号输入输出方式可采用抽头式和平行耦合方式。 微带线滤波器 交指型滤波器 由两个平行耦合线谐振器阵相互交叉组成的结构 具有良好的带通滤波器特性：它的谐振器波长近 似等于1/4 λ0 ，第二通带中心在3w0 ，其间不会有 寄生响应。它在w=0和w=w0 的偶数倍上具有高次 衰减极点，故阻带衰减和截止率都较大。 有终端短路和终端开路两 种形式，前者适于窄带， 后者适于宽带。 微带线滤波器 微带类椭圆函数滤波器 相比前几种，它通过在带外引入衰减极点，能明显改善滤波器的带外特性，有更好的电特性。 在超导状态，由于导体薄膜的Q值很高，该种滤波器具有较高选择性和较低的插损。 腔体滤波器 腔体滤波器由谐振腔、调谐螺钉等组成，与其他性质的滤波器比较，它的结构牢固，性能稳定可靠，体积小，Q值适中，高端寄生通带较远而且散热性能好，可用于较大功率和频率，来滤除带外强干扰信号。 常见腔体滤波器有，同轴腔，波导腔，介质腔等。 腔体滤波器 同轴腔体滤波器 具有电磁屏蔽特性和高Q值、低损耗、尺寸小等特性，但要在10GHz以上使用时，由于其微小的物理尺寸，制作精度很难达到。 腔体滤波器 螺旋谐振腔：新型腔体结构，它可提供高频的谐振回路，解决甚高频高质量的窄带滤波技术难题。 螺旋滤波器：采用螺旋谐振器来实现耦合谐振器滤波器中的并联谐振回路。 螺旋谐振器：螺旋谐振器类似一 个 1/4波长的同轴线谐振器。由 于电场、磁场全部被金属表面限 制在腔内，故没有辐射损耗。 由于高频电流的趋肤效应，谐振 器流过高频电流的金属表面是 扩展开了的，金属损耗也很小， 品质因数很高，约在1000左右。 波导滤波器（waveguide filter） 传输线滤波器的一种，一般的，波导滤波器由不连续处和传输线段组成。两者都可以等效为相应的集总参数元