微波滤波器基础知识.ppt

低通原型元件数值表从下图(a)只有一种电抗元件的低通原型出发，经过低通到带通的频率变换，即可得到所需要的设计公式。图（b）是经过图（a）的频率变换得到的，图中的Lrj,Crj是第j个谐振器并联的电感和电容，j01是个谐振器间的导纳变换器，用他们是并联的谐振器相互耦合起来，从而构成了带通滤波器。上图（b）中的导纳变换器可以用图（c）的电路来替换后，电路变成图（d）。图（c）中的串联电容就是图（d）中的耦合电容Cj,j+1，其并联的负电容必须合并到相邻的并联谐振器的正电容内，使的电路的总电容为正，即为电容Cj。经过计算可得：相邻两个谐振器间的耦合系数：计算得出各谐振器之间的耦合系数以后，通过用AnsoftHFSS进行物理结构仿真，从而得出实际的尺寸结构。01交叉耦合：它的原理实际上就是引入传输函数的零极点和副零极点02利用交叉耦合技术可以大大的改善滤波器的带外抑制及时延和相位特性。03按结构及作用等一般分为容性交叉耦合、感性交叉耦合，感性耦合一般为正耦合，容性耦合又可分为正耦合和负耦合。不同的耦合有不同的作用。滤波器中的交叉耦合感性交叉耦合容性交叉耦合容性交叉耦合微波滤波器基础知识所谓微波是一种具有极高频率（通常为300MHz~300GHz），波长很短，通常为1m~1mm的电磁波。01微波具有似光性和似声性、穿透性、信息容量大等特点。02微波及其特点电磁波波段代号波段代号频率范围/GHZ频率范围/GHZUHF0.3～1K18～27L1～2Ka27～40S2～4U40～60C4～8V60～80X8～12W80～100Ku12～18微波波段的划分300MHz3000GHz可见光1m电磁波谱0.1mm频率波长3GHz30GHz300GHz10cm1cm1mm普通无线电波红外线紫外线亚毫米微波分米厘米毫米中波短波超短波长波滤波器的基本原理滤波器定义顾名思义就是对电磁波信号进行过滤，让需要的信号通过，抑制不需要的信号，主要目的为了解决不同频段、不同形式的无线通讯系统之间的干扰问题，其特性可以用通带工作频段、插入损耗、带内波动、带外抑制、端口驻波比、隔离度、矩形系数、功率容量、群时延指标来描述。滤波器的四种形式低通滤波器低通滤波器电路原型滤波器的四种形式高通滤波器滤波器的四种形式带通滤波器带通滤波器电路原型滤波器的四种形式带阻滤波器带通滤波器技术指标通带工作频段指滤波器允许通过电磁波的频率范围。通带的理解在生产过程提供的技术指标规定严格了的，不需要怎样的去按照上面的定义去具体计算。也可以这样说，如果我们的差损要求是0.8db，通带需要10M的带宽，那么我们的通带就可以说成是0.8db带宽为10M.插入损耗又称衰减,在理想情况下，插入到射频电路中的理想滤波器，不应在其通带内引入任何功率损耗.然而现实中我们无法消除滤波器固有的，某种程度的功率损耗。插入损耗定量的描述了功率响应幅度与0dB基准的插值,其数学表达式为:其中PL是滤波器向负载输出的功率，Pin是滤波器从信号源得到的输入功率，一般希望插入损耗越小越好。带通滤波器技术指标带通滤波器技术指标带内波动在规定的带宽内,插入损耗最大点减去最小点的即为带内波动。又叫带内波纹或者通带波纹。指通带内信号幅度的起伏程度，也受限于谐振器的固有Q值，一般希望尽可能的小。01又称阻带抑制,理想的滤波器是矩形的，通带内的信号全部通过，通道外的信号全部过滤掉。02实际情况是，只能过滤掉一部分能量，带外抑制度反应了对过滤信号的衰减幅度，对不需要的频率点，信号的抑制能力，一般希望尽可能的大，并在通带范围外陡峭的下降，通常取带外与带宽为一定比值的某一频率的衰减值作为此项指标。03带外抑制这个概念实际上还是属于损耗的范畴，只是我们现在所说指的是在通带外，信号的衰减已经被抑制得比较充分，这个具体的损耗值就是带外抑制的值。带外抑制带通滤波器技术指标01端口驻波是衡量滤波器性能的一个关键指标，反应滤波器件与系统中其它部件的匹配程度。02当系统不匹配时,馈线上同时存在入射波Ei和反射波Er。在入射波和反射波相位相同的地方，入射波电压与反射波电压的幅度相加形成一个最大电压振幅Emax，称