梳状滤波器详述.ppt

滤波器设计 设计实例-2 滤波器技术参数 滤波器要求的技术参数； 中心频率；400MHz； 带宽：15MHz； 带内波动：小于0.1dB 带外抑制度：偏离中心频率25MHz；大于40dB； 低通原型滤波器（查出标准化G值） 建立低通原型滤波器电路模型 原型低通滤波器机仿真结果 K变换器或J变换器 把LC低通原型变换成只有一种电感元件或只有一种电容元件的低通原型，称之为变形低通原型。 在LC梯形低通原型的各元件间加入K变换器把电容变换成电感，最后得到只有电感的低通原型。 在LC梯形低通原型的各元件间加入J变换器把电感变换成电容，最后得到只有电容的低通原型。 K变换器工作原理 K变换器设计公式 J变换器设计公式 7阶Chebyshev变形低通原型滤波器的K值 归一化变形低通原型滤波器 变形低通原型滤波器转换电路 变形低通原型滤波器仿真结果 对相对工作带宽bw去归一化 对bw去归一化变形低通原型滤波器 归一化带通滤波器 对工作频率ωr去归一化 带通滤波器 在串联谐振回路中引入串联电阻RS 有载QL值和无载Q0值 中间谐振腔： 腔体的损耗有两部分； 腔体材料产生的损耗（金属材料趋肤效应产生的欧姆损耗和介质材料tanδ产生的介质损耗） 相邻腔体耦合的能量 与外电路连接的腔： 腔体的损耗也有两部分； 腔体材料产生的损耗（金属材料趋肤效应产生的欧姆损耗和介质材料tanδ产生的介质损耗） 与外电路和相邻腔耦合的能量 1---?50欧姆阻抗变换器 用什么表示K变换器 带通滤波器等效电路及仿真结果 带通滤波器仿真结果 带通滤波器仿真结果 建立中间腔体计算模型 计算结果 相邻腔体的耦合系数 在腔体耦合较弱的条件下，耦合系数可用下式计算： K12 = 2(f2-f1) / (f2+f1) 在腔体耦合较强时，耦合系数用下式计算： K12 = (f22-f12) / (f22+f12) 电路的负载Q值为： QL = fR / BW3dB 计算耦合系数的模型 耦合系数计算结果 有载Q值计算模型 QL计算结果 Initial Filter Design in HFSS Filter Theory : Resonant frequency of the outermost resonators fR1= 400 MHz Resonant frequency of the inner resonators fR2= 400 MHz Loaded Q QL=31.498 Coupling coefficients K12=0.02893 , K23=0.02171 , K34=0.02065 HFSS Calibration: Length of the two outermost resonators = 113.399 mm Length of the five inner resonators = 114.69 mm Antenna distance = 1.879 mm Distances between resonators are 25.513 mm , 28.291 mm , 28.767 mm HFSS计算模型 HFSS仿真结果 小结 一般不对最后的滤波器实体模型作参数分析；优化和稳定性分析。 通常，对滤波器的优化是在等效电路分析的阶段。 参数分析使用实体模型是在部分结构分析中使用。 如果，实体模型正确，仿真方法得当，计算结果是可信的。 由滤波器 的值，确定： 同轴线内导体半径1.5mm 同轴线外导体半径3.5mm 耦合天线圆盘半径13mm;厚度4mm 耦合天线与园柱表面的距离1.94mm 耦合天线,x向长20，y向高度29mm 29mm d 20mm 1、由腔体QL值确定天线距离； 2、确定边缘腔体的几何尺寸 * * 梳状滤波器设计 初步确定采用Chebyshev型7阶梳状滤波器 变换的原则: 变换前后滤波器低通原型的衰减特性不变。为此，只要保证变换前后输入导纳（或阻抗）之比为一常数（从而可保证反射系数不变，进而衰减特性不变） 其中， RA是变换后信号源的内阻；La,1是变换后第一个串联电感值 ； La,k是变换后第k个串联电感值；RB是变换后负载的阻值。 其中， GA是变换后信号源的内部电导；Ca,1是变换后第一个并联电容值 ； Ca,k是变换后第k个并联电容值 ；RB是变换后负载的导纳。 令，K变换器计算公式中 并考虑到， 7阶Chebychecv低通原型滤波器中， 最后得K变换器的变比分别为，