七十年代初期,我国的老一辈微波专家甘本拔、吴万春、李嗣范、林为干等,在国外研究成果的基础上,滤波器的设计理论和方法进行了补充和完善,为我国微波滤波器的研究奠定了良好的基础。近年来,随着军事、科研、通信的发展,市场对微波滤波器在性能方面的需求不断地提升。而在微波滤波器的研究方面又有了新的突破。一些学者相继提出了滤波器的综合方法,并将这些方法应用于滤波器的工程设计,取得了良好的效果。对于两个相同的谐振腔,既有电耦合,也有磁耦合,其非对称同步调谐耦合模型如下图所示:

 

腔体耦合电路模型

经过计算可得耦合系数:

K=                  (1)

其中  和 分别为对称面放置PMC或PEC时的单腔谐振频率,在HFSS中建立耦合模型.

耦合系数计算模型

2.1滤波器种类

2.1.1微带滤波器

主要性能指标:

频率范围:500MHz~6GHz

带宽:10%~30%

插入损耗:5dB(随带宽不同而不同)

输入输出形式:SMA、N、L16等

输入输出驻波:1.8:1

微带滤波器主要包括平行耦合微带线滤波器、发夹型滤波器、微带类椭圆函数滤波器。

半波长平行耦合微带线带通滤波器是微波集成电路中广为应用的带通滤波器形式。其结构紧凑、第二寄生通带的中心频率位于主通带中心频率的3倍处、适应频率范围较大、适用于宽带滤波器时相对带宽可达20%。其缺点为插损较大,同时,谐振器在一个方向依次摆开,造成滤波器在一个方向上占用了较大空间。如下图所示:平行耦合微带线滤波器结构示意图

和平行耦合线滤波器结构相比,发夹型滤波器具有紧凑的电路结构,减小了滤波器占用的空间,容易集成,并且降低了成本。在电路尺寸有较严格要求的场合发夹型滤波器得到了较为广泛的应用。

发夹型滤波器是由发夹型谐振器并排排列耦合而成,是半波长耦合微带滤波器的一种变形结构,是将半波长耦合谐振器折合成U字型构成的,因此与交指式、梳状线式等其他微波滤波器结构相比,其电路结构更加紧凑,具有体积小,微带线终端开路无需过孔接地,易于制造等优点。发夹型滤波器耦合拓扑结构属于交叉耦合,交叉耦合实质是从信号源到负载端有不止一条耦合路径,包括主耦合路径和相对较弱的辅耦合路径,任意两谐振器之间都可以产生耦合。相对于级联耦合,交叉耦合的最大优点是能够在通带附近的有限频率处产生传输零点,因而滤波器的带外抑制能力将获得极大提高,使用交叉耦合的谐振器滤波器比普通级联型的滤波器具有更好的频率选择性,同时可以减少所需谐振器的数目。

发夹型滤波器参数包括:发夹臂长、发夹间距、发夹线宽和和抽头位置。平行耦合线滤波器、交指型滤波器等,获得在带内较平坦的幅频特性,但带外抑制特性较差。微带类椭圆函数滤波器,通过在带外引入衰减极点,能明显改善滤波器的带外特性,比平行耦合线滤波器、交指型滤波器有更好的电特性。并且微带类椭圆函数滤波器具有较小的体积,同时,在超导状态,由于导体薄膜的无载Q值很高,该种滤波器将在具有较高选择性的同时又具有较低的插损,具有很好的应用前景。

2.1.2交指型滤波器

交指滤波器Q值较高、体积适中。在0.5~18GHz的频率范围内可实现5%~60%带通滤波,广泛应用于各种军、民用电子产品。交指滤波器一般由金属整体切割加工而成,结构牢固,性能稳定可靠。 

上一篇:MATLAB稀疏布阵的目标到达角度估计的算法的研究
下一篇:FPGA的点阵显示控制电路设计

FPGA可调FIR滤波器设计与实现

MATLAB卡尔曼滤波器的混合...

HFSS微带整流接收天线的设计ADS仿真

TFCALC水下通信用窄带光子...

SHAPF串联混合型有源电力滤波器设计

卡尔曼滤波器设计+matlab程序

可重构缺损微带线结构紧凑型微带移相器设计

张洁小说《无字》中的女性意识

ASP.net+sqlserver企业设备管理系统设计与开发

麦秸秆还田和沼液灌溉对...

互联网教育”变革路径研究进展【7972字】

网络语言“XX体”研究

老年2型糖尿病患者运动疗...

新課改下小學语文洧效阅...

安康汉江网讯

LiMn1-xFexPO4正极材料合成及充放电性能研究

我国风险投资的发展现状问题及对策分析