發(fā)夾型濾波器的設計

1、發(fā)夾型濾波器的設計O引言在過去的十年中，由于無線個人通信及其他可移動接收機和發(fā)射機應用的迅猛增長為低損耗、小尺寸、重量輕且價格低廉的濾波器形成了一個重要的市場，這為微波濾波器的發(fā)展創(chuàng)造了很好的契機。微波濾波器作為系統(tǒng)中廣泛使用的無源器件之一，它的性能好壞將直接影響到整個系統(tǒng)的優(yōu)劣，而微帶濾波器則因其重量輕、成本低、易加工更被看重。微帶濾波器常采用的形式有發(fā)夾型、平行耦合線、梳狀線、交指型和微帶類橢圓函數(shù)濾波器等。但O 引言 在過去的十年中，由于無線個人通信及其他可移動接收機和發(fā)射機應用的迅猛增長為低損耗、小尺寸、重量輕且價格低廉的濾波器形成了一個重要的市場，這為微波濾波器的發(fā)展創(chuàng)造了很好的契機

2、。微波濾波器作為系統(tǒng)中廣泛使用的無源器件之一，它的性能好壞將直接影響到整個系統(tǒng)的優(yōu)劣，而微帶濾波器則因其重量輕、成本低、易加工更被看重。微帶濾波器常采用的形式有發(fā)夾型、平行耦合線、梳狀線、交指型和微帶類橢圓函數(shù)濾波器等。但是不同形式的濾波器往往存在著各自的缺陷。例如平行耦合線濾波器由于各平行耦合節(jié)在一個方向上級聯(lián)，故尺寸較大；梳狀線濾波器和交指濾波器則需要過孔接地，這樣在高頻情況下就會不可避免的引入誤差；橢圓函數(shù)濾波器的設計過程比較復雜，較難實現(xiàn)；而發(fā)夾型諧振器通過適當?shù)鸟詈贤負浣Y(jié)構(gòu)實現(xiàn)的濾波器，一方面，它是半波長耦合微帶線濾波器的一種改良結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)比較緊湊，易于集成、尺寸較小；另一方面，其耦

3、合線終端開路，無需過孔接地，這消除了過地孔引入的誤差。因此，它具有更好的電性能，因而在微波平面電路的設計中有著良好的應用前景。 本文所研究的就是微帶發(fā)夾型濾波器，根據(jù)微帶濾波器設計的基本原理，并利用ADS在微帶濾波器設計中的優(yōu)化仿真功能，通過設計一個通帶為170180G的帶通濾波器，詳細論述了微帶發(fā)夾型濾波器的通用設計方法。l 發(fā)夾濾波器的綜合設計11 諧振單元的奇偶模阻抗 發(fā)夾型濾波器以開路式對稱耦合微帶單元級聯(lián)而成，如圖l(a)所示，其A矩陣為： 其等效電路圖1(b)的A矩陣為：式中，耦合諧振器帶通濾波器的導納倒置器的導納J為： 其中，gi為低通原型濾波器元件值，F(xiàn)BW為濾波器相對帶寬。12 諧振器的耦合系數(shù) 耦合系數(shù)的計算精確與否直接關系到濾波器設計是否成功。因此，設計濾波器時，必須完成耦合系數(shù)的計算。兩個發(fā)夾型諧振器之間的耦合根據(jù)諧振器放置的相對位置可分為電耦合、磁耦合和混合耦合三種情況，如圖2所示。諧振器的間距s和相對位置偏移d決定了耦合系數(shù)的大小。 諧振器之間的耦合系數(shù)K可按下列式(5)進行計算： fp1和fp2是當兩個諧振器間的中心面分別被定義為電壁和磁壁時的諧振頻率。 實際應用中，對于級聯(lián)型濾波器，計算相鄰諧振器間耦合系數(shù)一般使用下面的通用計算公式：13 抽頭