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微带交叉耦合型滤波器研究与设计
杨永侠，王亚亚
（西安工业大学电子信息工程学院，陕西西安710032）
摘要：为了进一步实现滤波器的小型化，便于集成，本文根据滤波器的设计理论，详细阐述
了如何利用ADS软件来设计、仿真及其优化带宽为100MHz的交叉耦合微带带通滤波器，
结果表明此设计不但达到了目标参数的设计要求，而且实现了滤波器的小型化。
关键字：微带滤波器；交叉耦合；带通滤波器；ADS
滤波器的主要的功能是用来分隔频率，让需要的频率信号通过，抑制不需要的频率信号，
它的性能的好坏直接影响到整个系统的优劣。
射频和微波电路中最常用的是微带线滤波器，常见的微带线滤波器有平行耦合型，发夹
型，交指型，交叉耦合型等等。本文设计的是交叉耦合型带通滤波器。交叉耦合型滤波器是
半波长耦合滤波器的一种变形结构，是把半波长谐振器折合成“U”型结构，然后相互交叉，
因此结构紧凑，尺寸较小，具有较好的性能，在微波电路中有着良好的应用前景。
滤波器的性能主要由微带线的物理参数决定，这些参数包括：谐振器长度、谐振器间的
耦合间距以及抽头位置等。所以，设计滤波器的重点与难点就是对这些物理参数的确定。本
文通过对通带为3.0——3.1GHz滤波器的ADS设计详细叙述了微带交叉耦合型滤波器的设计
方法，并研究了物理参数对滤波器性能的影响。
收稿日期：2012-04-09
作者简介：杨永侠(1962-)，女，西安工业大学，教授，主要从事信号处理与电磁兼容方面的
研究。Email:yyx_1399@163.com手机
*通讯作者：王亚亚，wangyaya21999@163.com
1交叉耦合型滤波器的设计原理
1.1交叉耦合带通滤波器原理
Z0o,Z0e
交叉耦合滤波器以开路式对称耦合微带单元级联而成，如图1(a)示：式中。分别
θcA1
表示耦合微带的奇模、偶模特性阻抗，表示耦合微带线的电长度。其矩阵为：
22
Z0e+Z0o(Z0e-Z0o)(Z0e+Z0o)cosθc
A1Z0e-Z0ocosθcj2(Z0e-Z0o)sinθc(1)
2sinθcZ0e+Z0o
jcosθc
Z0e-Z0oZ0e-Z0o
θcY0
该耦合单元可以等效成一个导纳倒置器和接在两端的两端长度为、特性导纳为传
输线的组合。如图1（b）所示。
ZooZoe-90J/导纳倒
置器
θcθcθc
（a）微带耦合单元（b）采用J倒置器的等效电路
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