第14讲-滤波器.ppt

* * * * * * 例5、3dB五阶契比雪夫以滤波电路向2.4835GHz低通滤波器的转换 1.0000 3.4817 0.7618 4.5318 0.7617 3.4817 1.0000 原始电路为： * * 下面进行Kuroda变换： * * * * 进行阻抗变换后： 在ADS软件上画出的滤波器为： * * 此低通滤波器的性能图为： * * 关于精确设计滤波器的问题 在前面的例子中我们可以看到，我们在按照截至 频率为2.48GHz设计的滤波器，最后的实验仿真 结果的截止频率却是2.1GHz，这就涉及到了实现 滤波器的各阶微带线的之间的互感问题，故我们 在设计滤波器时，实际所应用的设计频率应比我 们所需要的频率要大20%左右，这样设计出来的 滤波器才是真正符合我们要求的滤波器。在以后 的滤波器设计实例中也会出现类似的问题，以后 就不再赘述。 * * 阶跃阻抗低通滤波器 用微带线实现低通滤波器的一种相对容易的方法，使用很高和很低特性阻抗的传输线段交替结构的排列。像这样的滤波器通常称为阶跃阻抗（或高地阻抗）滤波器。 这种滤波器容易设计并且结构紧凑，但由于它的近似性，它的电特性不是很好，所以这类滤波器通常限制在不需要陡峭截止的应用中。 * * 设计原理 短传输线的等效电路 经过分析和近似可得到小特性阻抗和大特性阻抗的 等效电路为： * * 低通滤波器的设计公式： * * 例六、阶跃阻抗低通滤波器的设计,截止频率为2.5GHz滤波器阻抗为50ohm，最高实际线阻抗为120ohm,最低实际线阻抗为20ohm，的8阶最平坦低通滤波器。 0.3092 1.1111 1.6629 1.9615 1.9615 1.6629 1.1111 0.3902 1.0000 滤波器的原始参数为： 滤波器首先以并联电容为第一个元件，所得个微带线的电长度为： 0.1561rad 0.4630rad 0.6652rad 0.7846rad 0.7846rad 0.6652rad 0.4630rad 0.1561rad * * 在参数为 时的滤波器的各部件尺寸为 阶 1 2 3 4 5 6 7 8 长 1.5654 5.2540 6.6709 8.9035 7.8683 7.5486 4.6431 1.7714 宽 6.9441 0.2474 6.9441 0.2474 6.9441 0.2474 6.9441 0.2474 滤波器的实际结构图为： * * 滤波器的性能图为 * * 耦合线滤波器 耦合线滤波器 要制作带宽小于20%的微带多节带通耦合滤波器实际上是容易办到的，更宽的宽带滤波器实际上需要很紧密的耦合线，这在制造上是困难的。 奇模和耦模激励 介质基质的厚度为d ，相对介电常数为 ，两条平行微带线的距离为s，每条金属导带的宽度为W，金属导带厚度忽略不计。当传输线1和传输线2上的电压和电流完全一致时，耦合微带线上出现耦模。当传输线1和传输线2上的电压和电流完全相反时，耦合微带线上出现奇模。 * * 耦合微带线如图所示 * * 带通滤波电路的实现 选择归一化低通滤波电路原型。根据设计要求的带外衰减和带内波纹，选择合适的契比雪夫或巴特沃兹滤波电路，得到归一化参数 。 根据设计要求的截止频率 ，确定归一化带宽 。 其中心频率为： * * 使用归一化设计参数 和归一化带宽 可以确定带通滤波电路中的设计参数 根据带通滤波电路的设计参数，确定耦合传输线的奇模和耦模的特征阻抗，计算公式为： * * 其中 为奇模和耦模阻抗。最后依据每段 耦合微带线的奇模和耦模阻抗来确定其尺寸。 * * 例七、据9级0.5 dB 契比雪夫归一电路实现2.4-2.4835GHz的带通滤波器。 0.5 dB契比雪夫归一电路原始参数为： 3.5m 0.7209m 0.58394m 0.56256m 0.54972m 0.54972m 0.56256m 0.58394m 0.7209m 3.5m 1.0000 1.7504 1.2690 2.6678 1.3673 2.7939 1.3673 2.6678 1.2690 1.7504 1.0000 得到设计参数为： * * 得到相应的阻抗值为： ZE ZO ZE ZO ZE ZO ZE ZO ZE ZO ZE ZO ZE ZO ZE ZO ZE ZO ZE ZO 60.2813 42.7813 51.8672 48.2627 51.5025 48.5828 51.446 48.6332 51.412 4