微波电路（西电雷振亚老师的课件）_第7章_射频微波滤波器.pptVIP

图 7-27 高通实例二 比较两种方法,实例二指标好,加工容易。 ?7.3.4 带阻滤波器 由7.1.4节知低通原型向带通的变换规则为：串联电感变成并联谐振器,并联电容变成串联谐振器。 与带通滤波器类似,用谐振单元实现滤波器基本元件,合理地连接这些单元是带阻滤波器的关键。下面实例给出几个电路结构,并不拘泥于设计计算细节。设计实例一：半波长微带线带阻滤波器 图7-28 给出了两种结构,图（a）为电耦合半波长谐振器, 图（b）为磁耦合半波长谐振器。谐振时相当于信号对地短路,反射回信号源,没有信号通过。这种带阻是窄带的。 设计五节切比雪夫带阻滤波器。设计指标为f０=3.3985GHz, FBW=5.88%（即3.3～3 GHz）, 波纹为0.1dB, 基板参数为10.08/1.27,特性阻抗为50 Ω。 查低通原型五节元件值,求变换后元件值,考虑微带修正,进行微波实现,画图并仿真, 最后得微带电路尺寸和仿真结果如图 7-29 所示。 图 7-28 半波长谐振带阻滤波器 图 7-29 L型带阻滤波器 设计实例二： 枝节线带阻滤波器 设计三节切比雪夫带阻滤波器。设计指标为f0=2.5GHz, FBW＝10%（即 1.25～3.75 GHz），波纹为0.05dB, 基板参数为6.15/1.27,阻抗为50Ω。 查低通原型三节元件值,求变换后元件值,考虑微带修正,进行微波实现,画图并仿真, 最后得微带电路尺寸和仿真结果如图7-30 所示。 图 7-30 开路枝节带阻滤波器 设计实例三： 直流偏置线 微波电子电路中的直流偏置引线要对微波信号通路没有影响,常用的方法是使用低通滤波器或带阻滤波器。带阻滤波器用于频率成份较多的电路中,效果良好。用于偏置电路的带阻滤波器形式多样,使用时要考虑电路的整个布局,选择恰当带阻偏置线的结构。 设计三节切比雪夫带阻滤波器直流偏置线。设计指标为阻带频率为3.5～5.5 GHz,介质基板参数为10.8/1.27,阻抗为50Ω。用软件仿真,最后得微带电路尺寸和仿真结果如图 7-31 所示。 图 7-31直流偏置带阻滤波器 7.4 微带线滤波器新技术 7.4.1 交叉耦合技术 交叉耦合是在不相邻的谐振单元间增加耦合,使滤波器特性的特殊频率出现零极点。  对称单极点交叉耦合滤波器的设计过程与前述相同。只是低通原型的的传输函数不同,可以理解为介于切比雪夫和椭圆函数之间。图7-32是这种滤波器的典型特性,并与切比雪夫带通做比较。 可以想象,交叉耦合只能在部分谐振器间实现,如图7-33 所示。  图 7-32 对称单极点交叉耦合滤波器特性 图 7-33 交叉耦合低通原型 ? 下面给出几种微带交叉耦合滤波器的拓扑结构及特性,供设计选用,详细设计过程请参阅有关专著。半波长开路环谐振器四个边便于耦合,使用最多。 图 7-34 为交叉耦合微带线滤波器实例,图(a)是八节对称单极点滤波器,图(b)和图(c)是八节对称双极点滤波器的原理和实例,图(d)是三节单极点滤波器。 图 7-34 半波长谐振环交叉耦合滤波器 八节对称极点(介质参数10.8/1.27, 环16mm×16mm; (b) 八节对称双极点； 图 7-34 半波长谐振环交叉耦合滤波器 (c) 八节对称双极点实例(介质参数10.8/1.27）; 图 7-34 半波长谐振环交叉耦合滤波器 (d) 三节单极点滤波器(介质参数10.8/1.27) 7.4.2 滤波器的小型化 小型化的方法有: 梯形线、 交指线变形,谐振器变形,双模谐振器,多层微带板,微带慢波结构,集总参数元件,高介电常数基板等。下面给出几个实例。 图7-35是梯形线滤波器,图7 - 36是交指线的变形。图7-37是双模谐振器,可以使谐振单元尺寸减小。图7- 38是微带线慢波结构。 微带电路也可做成多层印制板,谐振器置于背靠背的两个微带表面,夹层为公共地,地板有耦合孔,是电耦合还是磁耦合与孔开的位置有关。两层板可缩短一半长度,如图7-39所示。 图 7-35 梯形线原理及三节梯形线滤波器 图 7-36 交指线的变形 图 7-37 谐振器的小型化（双模谐振器） 图 7-38 慢波结构及慢波滤波器 图 7-39 双层微带滤波器 7.4.3 新材料的应用 常用的新材料有：高温超导（HTS）、铁氧体(Ferroelectics)、微电机系统（MEMS）、微波MMIC、 光带隙（photonic bandgap PBG）材料、低温烧结陶瓷（LTCC）等。下面举例说明新材料的一些应用。 图7-40是八节高温超导滤波器,图7-41是铁氧体可调带通滤波器,图7-42是金属腔