小型微带带通滤波器的设计
小型化宽阻带微带带通滤波器的设计方案
[导读]本文提出一种小型化宽阻带微带带通滤波器的设计方案。
本方案采用半波长阶跃阻抗谐振器结构，且在不相邻的谐振器之间引入交叉耦合，从而在滤波器的阻带上产生了2个传输零点，使阻带抑制在3.95~13.27 GHz小于-20 dB,使寄生通带在中心频率的3.92倍处。
方案中所设计的滤波器的最终尺寸仅为12.2 mm×11.5 mm,即0.21λg×0.2λg,相比于传统的发夹型滤波器，此滤波器的体积减小了63.5%,而且实测的结果与仿真结果达到了较好的一致性。
0 引言近年来，随着移动通信系统、雷达系统以及超宽带通信系统的发展，小型化、宽阻带性能的滤波器在实际应用中受到了广泛关注。
传统的并联分支线低通滤波器和半波长平行耦合线滤波器的寄生通带都位于中心频率的2倍处，而传统的阶跃阻抗谐振滤波器的寄生通带在中心频率的2.5倍处左右，应用时很难获得宽阻带的抑制效果。
而且此类滤波器的尺寸较大，阻带窄，受微带加工最小宽度的限制，滤波器的性能受到一定的制约。
为了得到陡峭的衰减边沿及更好的阻带特性，需要增加短路或开路短截线数，但这会进一步增大电路尺寸，并且在通带内引入更多的插入损耗。
通过在有限频率处引入传输零点可以获得较好的频率选择特性及带外抑制。
在滤波器的设计中，交叉耦合被广泛用来在阻带引入有限传输零点，这些传输零点可以很好地改善带边过渡特性及阻带抑制能力。
本文首先分析了阶跃阻抗谐振器的结构原理、三阶交叉耦合结构原理，随后提出了一种小型化宽阻带微带带通滤波器的设计方案，其寄生通带在中心频率的约4倍处，比一般的滤波器具有更宽的阻带，并对仿真与实测结果进行了分析，且得到了较好的一致性。
1 基本设计理论1.1 阶跃阻抗谐振器原理阶跃阻抗谐振器常采用λg /4 型、λg/ 2 型或λg 型三种基本谐振结构，其中λg /2 型谐振器的基本结构如图1所示，为非等电长度半波长结构，由特征阻抗分别由Z1 和Z2 的传输线组成，其对应电长度为θ1 和θ2.如果忽略结构中的阶跃非连续性和开路端的边缘电容，从开路端看的输入导纳Yin 为：式中：K 为阻抗比，定义为K = Z2 Z1.为设计方便，取θ1 = θ2 = θ，则式（1）简化为：其谐振条件为：Yin = 0，得其基频振荡条件为K = Z2 Z1 = tan 2θ。
小型化宽阻带微带带通滤波器的设计
小型化宽阻带微带带通滤波器的设计作者：胡昌海熊祥正吴彦良来源：《现代电子技术》2013年第19期摘要：提出一种小型化宽阻带微带带通滤波器，采用半波长阶跃阻抗谐振器结构，且在不相邻的谐振器之间引入交叉耦合，从而在滤波器的阻带上产生了2个传输零点，使阻带抑制在3.95～13.27 GHz小于-20 dB，使寄生通带在中心频率的3.92倍处。
滤波器的最终尺寸仅为12.2 mm×11.5 mm，即0.21λg×0.2λg，相比于传统的发夹型滤波器，此滤波器的体积减小了63.5%，而且实测的结果与仿真结果达到了较好的一致性。
所提出的滤波器具有更宽的带外抑制，更小的尺寸，且设计简单，在工程领域具有实际的应用价值。
关键词：阶跃阻抗谐振器；交叉耦合；小型化；宽阻带中图分类号： TN713.5⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2013）19⁃0080⁃030 引言近年来，随着移动通信系统、雷达系统以及超宽带通信系统的发展，小型化、宽阻带性能的滤波器在实际应用中受到了广泛关注。
传统的并联分支线低通滤波器和半波长平行耦合线滤波器的寄生通带都位于中心频率的2倍处，而传统的阶跃阻抗谐振滤波器的寄生通带在中心频率的2.5倍处左右，应用时很难获得宽阻带的抑制效果。
而且此类滤波器的尺寸较大，阻带窄，受微带加工最小宽度的限制，滤波器的性能受到一定的制约。
为了得到陡峭的衰减边沿及更好的阻带特性，需要增加短路或开路短截线数，但这会进一步增大电路尺寸，并且在通带内引入更多的插入损耗。
通过在有限频率处引入传输零点可以获得较好的频率选择特性及带外抑制。
在滤波器的设计中，交叉耦合被广泛用来在阻带引入有限传输零点，这些传输零点可以很好地改善带边过渡特性及阻带抑制能力。
本文首先分析了阶跃阻抗谐振器[1]的结构原理、三阶交叉耦合结构原理[2-4]，随后设计了一个宽阻带滤波器，其寄生通带在中心频率的约4倍处，比一般的滤波器具有更宽的阻带，并对仿真与实测结果进行了分析，且得到了较好的一致性。
微带带通滤波器的设计和实现 电子信息工程毕业设计论文
本科毕业论文（设计）\题目：微带带通滤波器的设计和实现姓名：许小晶学号： 20081004182 院（系）：机械与电子信息学院专业：电子信息工程指导教师：严彬职称：讲师评阅人：殷蔚明职称：副教授2012 年 6 月本科生毕业论文（设计）原创性声明本人以信誉声明：所呈交的毕业论文（设计）是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，论文中引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及为获得中国地质大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
毕业论文作者（签字）：签字日期： 2012 年月日摘要近几年随着商用无线通信的迅猛发展，射频/微波电路越来越得到重视和发展。
微带带通滤波器作为微波器件的一种也得到了大力的发展，尤其是在接收机前端。
带通滤波器即BPF（band-pass filter）是一个允许特定频段的波通过同时屏蔽其他频段的设备，一个理想的带通滤波器应该有一个完全平坦的通带，另外，通带外的转换在极小的频率范围完成。
带通滤波器在无线通讯、图像处理和遥控遥感等各方面得到重要应用。
因此，发展高性能，研究小型化的带通滤波器是当前非常受关注的课题。
本文首先介绍了微波滤波器的应用和当前的研究情况。
然后介绍了滤波器的理论基础和重要参数。
最后该论文基于仿真软件ADS和公式的基础上，介绍了微带线带通滤波器的设计方法，同时借助ADS软件对所设计的微带线滤波器进行了仿真和优化，最终得到比较理想的微带线滤波器。
在进行原理图设计、仿真和优化的过程中，重点内容是原理图的绘制和S参数的优化。
在已知公式和表格的基础上，能够计算出滤波器的各种参数，利用这些参数能够绘制原理图；S参数的优化主要是优化范围的修改和一个不断重复的过程。
本次设计所完成的滤波器如下：通带1.9－2.0 GHz，带内衰减小于2dB，起伏小于1dB，1.7GHz 以下及2.2GHz以上衰减大于40dB。
一种小型化微波宽带带通滤波器及其工程设计分析
一种小型化微波宽带带通滤波器及其工程设计分析微波宽带带通滤波器是一种用于微波频段的滤波器，其具有筛选特定频段信号的功能，被广泛应用于通信系统、雷达系统和无线通信等领域。
本文将介绍一种小型化微波宽带带通滤波器的工程设计分析。
1. 引言微波宽带带通滤波器的设计是一项复杂的工程，需要考虑到许多因素，如滤波器的带宽、通带插入损耗、带外抑制等。
本文将以一种小型化微波宽带带通滤波器为例，进行工程设计分析。
2. 滤波器结构设计本文选取了传统的微带线结构作为滤波器的基础结构，其优点是结构简单、制作方便，适用于小型化设计。
滤波器的主要参数包括中心频率、带宽和抑制带宽，在设计过程中需要根据实际应用需求进行选取。
3. 滤波器传输线设计滤波器的传输线是实现信号传输和滤波功能的关键部分，其设计需要考虑到传输线长度、宽度和材料等因素。
在设计过程中，可以采用软件仿真工具如ADS进行传输线参数的优化选择，以满足设计要求。
4. 滤波器耦合结构设计滤波器的耦合结构用于实现信号的耦合和解耦，是滤波器性能的重要影响因素之一。
在设计过程中，可以采用耦合矩阵法进行设计，通过调整耦合系数和相位来实现所需的频率响应。
5. 滤波器的仿真和优化在滤波器设计完成后，可以使用仿真工具进行验证和优化，以确保滤波器的性能达到预期。
常见的仿真工具包括ADS、HFSS等，可以通过改变滤波器参数和结构来达到最佳的滤波性能。
6. 滤波器的制作和测试滤波器制作时需要选择合适的材料和工艺，如PCB工艺、微带线工艺等。
制作完成后，需要使用测试设备来对滤波器的性能进行测试，包括插入损耗、抑制带宽和回波损耗等参数。
7. 结论通过对小型化微波宽带带通滤波器的工程设计分析，可以得出滤波器设计过程中需要考虑的关键因素和步骤。
滤波器的工程设计需要综合考虑传输线、耦合结构、仿真和优化等方面，以实现滤波器的设计要求。
制作和测试过程也是确保滤波器性能的关键环节。
对于不同应用场景，还需要根据具体要求进行定制化设计和测试。
一种小型化微波宽带带通滤波器及其工程设计分析
一种小型化微波宽带带通滤波器及其工程设计分析微波宽带带通滤波器是一种用于滤除无用频率信号和保留需采集频率信号的关键器件。
本文将介绍一种小型化的微波宽带带通滤波器的设计和分析。
微波宽带带通滤波器的设计要求包括滤波器的频率范围、插入损耗和带通波纹等。
在设计中，需要选择合适的滤波器结构和滤波器元件，并对其进行参数优化以满足设计要求。
选择适合的滤波器结构是设计的第一步。
在本文中，我们选择了一种宽带带通滤波器结构——微带线滤波器。
微带线滤波器由微带线和各种衬底组成，具有结构简单、体积小和制作方便等优点，非常适合小型化设计。
接下来，我们需要选择合适的滤波器元件。
在微波频段，常用的滤波器元件有驻波腔、微带滤波元件和耦合器等。
根据滤波器的设计要求，我们可以选择合适的滤波器元件组合。
驻波腔可以用于实现滤波器的选择性，微带滤波元件可以用于实现滤波器的带通特性，耦合器可以用于实现滤波器的传输特性。
根据设计要求，进行元件的参数优化，以达到滤波器设计要求。
在设计过程中，我们还需要考虑滤波器的插入损耗和带通波纹等性能指标。
插入损耗是指信号通过滤波器时的衰减程度，带通波纹是指信号通过滤波器时频率响应的不均匀性。
为了保证滤波器的性能，我们需要在设计中兼顾这些性能指标，并进行参数的调整和优化。
我们需要进行滤波器的工程设计分析。
工程设计分析主要包括电路仿真和实际测试两个方面。
电路仿真可以通过电磁仿真软件进行，以验证滤波器设计的合理性和性能指标是否符合要求。
实际测试可以使用网络分析仪等仪器设备进行，以验证滤波器的实际性能。
本文介绍了一种小型化微波宽带带通滤波器的设计和分析。
通过选择合适的滤波器结构和滤波器元件，并进行参数优化，可以实现滤波器的设计要求。
通过电路仿真和实际测试，可以验证滤波器的性能。
这种小型化微波宽带带通滤波器可应用于无线通信、雷达系统等领域，具有广阔的应用前景。
小型化微带带通滤波器的设计的开题报告
小型化微带带通滤波器的设计的开题报告开题报告：小型化微带带通滤波器的设计一、研究背景与意义随着无线通信技术的快速发展，对滤波器的性能要求越来越高。
微带带通滤波器具有体积小、重量轻、性能稳定等优点，因此在雷达、通信、导航等领域得到广泛应用。
然而目前市场上的微带带通滤波器在小型化方面仍存在一定的局限性，难以满足日益苛刻的性能要求。
因此本研究旨在设计一款小型化微带带通滤波器，以满足现代通信系统对高性能滤波器的需求。
二、研究目标与内容1. 研究目标：本课题的主要目标是设计一款小型化微带带通滤波器，实现以下目标：（1）降低滤波器的体积和重量；（2）提高滤波器的Q值和带宽稳定性；（3）优化滤波器的带外抑制和插入损耗；（4）满足不同应用场景下的性能要求。
2. 研究内容：为实现上述研究目标，本课题将开展以下研究内容：（1）分析现有微带带通滤波器的设计方法，提取关键参数；（2）基于电磁场理论，建立微带带通滤波器的数学模型；（3）优化滤波器的尺寸、形状和材料选择，实现小型化设计；（4）采用先进的仿真软件对滤波器性能进行模拟验证；（5）制作样品，并进行性能测试与评估。
三、研究方法与步骤1. 文献调研：收集并整理国内外关于微带带通滤波器设计的相关文献资料，了解当前研究现状和发展趋势。
2. 建立数学模型：根据微带带通滤波器的电路原理，建立数学模型，包括传递函数、频率响应等。
3. 优化设计：基于建立的数学模型，采用遗传算法、粒子群算法等优化算法对滤波器参数进行优化，实现小型化设计。
4. 仿真验证：使用先进的电磁场仿真软件对优化后的滤波器性能进行模拟验证，确保满足设计要求。
5. 制作样品：根据优化结果，制作微带带通滤波器样品，并进行性能测试与评估。
6. 结果分析：对测试结果进行分析，总结设计经验，为后续研究提供参考。
四、预期成果与创新点1. 预期成果：成功设计出一款满足性能要求的小型化微带带通滤波器，并进行性能测试与评估。
2. 创新点：本课题将从以下几个方面进行创新：（1）采用先进的优化算法对滤波器参数进行优化，实现小型化设计；（2）优化滤波器的尺寸、形状和材料选择，降低滤波器的体积和重量；（3）采用电磁场仿真软件对滤波器性能进行模拟验证，提高设计的准确性和可靠性。
微带滤波器设计
学院：电子信息学院科目：射频通信电路设计课题：微带带通滤波器设计老师：杨阳学生：蒋万欣学号：2012141451177日期：第十六教学周四微带带通通滤波器设计一、实验目的解射频滤波电路的原理及设计方法。
学习使用ADS软件进行射频电路的设计，优化，仿真。
掌握射频滤波器的制作及调试方法。
二、实验内容使用ADS软件设计一个微带低通滤波器，并对其参数进行优化、仿真。
根据软件设计的结果绘制电路版图。
三、滤波器的主要参数通带边界频率与通带内衰减、起伏阻带边界频率与阻带衰减通带的输入电压驻波比通带内相移与群时延寄生通带前两项是描述衰减特性的，是滤波器的主要技术指标，决定了滤波器的性能和种类(高通、低通、带通、带阻等)。
输入电压驻波比描述了滤波器的反射损耗的大小。
群时延是指网络的相移随频率的变化率，定义为d/df ，群时延为常数时，信号通过网络才不会产生相位失真。
寄生通带是由于分布参数传输线的周期性频率特性引起的，它是离设计通带一定距离处又出现的通带，设计时要避免阻带内出现寄生通带。
四、ADS软件的使用启动ADS进入如下界面◆点击File->New Project设置工程文件名称（本例中为Filter）及存储路径◆点击Length Unit设置长度单位为毫米◆工程文件创建完毕后主窗口变为下图◆同时原理图设计窗口打开以上为ADS建立工程的过程，在接下来的实验过程中间完整的体现这一过程。
五、微带滤波器的设计1，设计要求通带频率：4.8-5.2GHz，通带内波纹：<3dB,阻带抑制：>30dB（5.3GHz处）输入输出阻抗：50介质基板相对介电常数：2.65在进行设计时，主要是以滤波器的S参数作为优化目标进行优化仿真。
S21(S12)是传输参数，滤波器通带、阻带的位置以及衰减、起伏全都表现在S21(S12)随频率变化曲线的形状上。
S11(S22)参数是输入、输出端口的反射系数，由它可以换算出输入、输出端的电压驻波比。
一种小型化交叉耦合微带带通滤波器的设计
现代电子技术Modern Electronics Technique2023年11月1日第46卷第21期Nov. 2023Vol. 46 No. 210 引 言在现代无线通信技术的不断发展下，频谱资源显得越发拥挤、终端系统也呈现小型化趋势。
这使得对射频前端系统的小型化、集成化提出了新的要求。
而滤波器作为具有选频功能的器件，一直是无线通信系统中至关重要的部分[1]。
其尺寸直接影响整机的大小，是否具备较好的选择性则直接正比于能否以更高效率利用频谱。
这就对滤波器的尺寸与性能提出了新的要求，需要在尺寸小的同时保持良好的性能。
基于此，如何设计具备小尺寸，同时性能良好的滤波器成为了广大学者关注的命题。
交叉耦合通过非相邻谐振器间进行耦合，从而在带外产生传输零点以提升带外性能。
对此，通过引入交叉耦合并对滤波器版图合理布局，设计了一款六阶交叉耦合带通滤波器。
通过各学者不断地进行研究开拓，在材料、工艺、结构上均有突破。
文献[2⁃3]总结介绍了LTCC 技术、左手材料、双通带滤波器等，而在结构上介绍了DGS 结构（缺陷接地结构）、Slow⁃Wave 结构（慢波结构）、分形结构等。
文献[4]通过IPD （集成无源电路）工艺，在硅基上设计了一款小型S 波段带通滤波器，尺寸为1.5 mm ×1 mm 。
同样是IPD 工艺，文献[5]则通过构建集总参数的方式在GaAs 基底上设计了一款5G 频段的带通滤波器，其尺寸为1.2 mm ×0.9 mm 。
文献[6⁃7]通过合理对滤波器版图布局的方式，设计了两款Ku 频段的小型化滤波器，其中Ku 频段梳状线形式的滤波器尺寸为2.4 mm ×2.1 mm ，Ku 频段发夹型滤波器尺寸则为2.6 mm ×2.5 mm 。
文献[8]提出了一种混合电磁交叉耦合结构，在三阶交叉耦合滤一种小型化交叉耦合微带带通滤波器的设计杨新宇（中国西南电子技术研究所， 四川 成都 610036）摘 要： 在现代通信技术的不断发展下，要求射频滤波器尺寸更小、性能更佳。
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4 结论
本文提出了一种小型微带窄带带通滤波器的设计 ,这种滤波器体积小 、结构紧凑 、设计 尺寸灵活的特点使它非常适合应用于现代移动通讯系统中. 借助于带通滤波器原型电路以 及结构参数灵敏度分析 ,给出了中心频率的近似计算公式. 数值计算和实验结果吻合良好 , 验证了本文的设计思想.
参考文献
[1 ] Curtis J A , Fiedziuszko S J . Miniature dual mode microstrip filters [ A ] . IEEE MTT2S International [ C] . Boston ,USA ,1991 ,2 :4432446.
[3 ] HONGJ S ,Lancaster M J . Microstrip bandpass fil2 ter using degenerate modes of a novel meander loop resonator [J ] . IEEE Microwave and Guided
Wave Letters ,1995 ,5 (11) :3712372. [4 ] 胡洁 ,朱旗 ,丁文武. 利用信号与系统概念分
(1) 从图 6 中可以看出 ,当 W1 增大时中心频率 、增益 、带宽都有不同程度的增大. 这由于
734
中国科学技术大学学报 第 34 卷
W1 增大时 ,会使电容减小的结果. (2) 从图 7 和图 8 中可以看出 , W2 增大时中心频率变大 , L 长度变大时中心频率减小 ,
图 14 类交趾滤波器结构图 Fig. 14 Structure of pseudo2
图 15 类交趾滤波器的测量结果 图 16 本文中滤波器的模拟结果
Fig. 15 Experiment results of pseudo2
Fig. 16 Simulated results of
interdigital filters
35 mm , W2 = 0. 762 mm , W1 = 0. 508 mm , L1 = 3. 937 mm , S = 0. 254 mm (如图 4 所示) . 其模拟 结果如图 19 所示. 从图中可以看到插入损耗最小可达 - 0. 8614dB ,而插入损耗为 - 1dB 时
的带宽有 110MHz ,可以满足“蓝牙”技术对无线鼠标的指标要求.
733 (2)
其中 L 、W 、t 为微带的长 、宽 、厚 ,单位为 mm , Kg 是考虑了接地板作用后的修正因子[6] , n 为 图 3 中交趾微带线的数目. 将上述微带结构按图 1 所示等效电路组合 ,理论上就可实现带通
滤波器功能. 其结构如图 4 所示 ,中心频率为
f=
5. 67 ×107
图 17 加工好的滤波器的实物照片
图 18 模拟和测量结果的比较
Fig. 17 The filter designed in this paper
Fig. 18 Simulated and experiment results
3. 4 实际应用以及设计改进
根据以上方法 ,我们设计了一种中心频率为 2. 45 GHz 的带通滤波器. 该滤波器 L = 6.
而带宽以及增益变化不明显. (3) 从图 9 中可以看出 , n 值对中心频率影响很大 , n 越大中心频率就越低. 这是由于 n
越大并联的电容越多 ,因此电容也就越大 ,造成中心频率越低.
综合以上模拟结果 ,图 10 给出修正后的滤波器等效电路图. 与原理电路图 1 相比 ,其中 计入了 W1 对电容值的影响以及 W2 引入的附加电容 ,并由此给出修正后的计算滤波器中心 频率的经验公式 (单位 :mm) :
1 理论分析
图 1 所示电路具有带通滤波器功能. 为利用微带线设计带通滤波器 ,首先分别用不同结 构的微带线来实现图 1 中的电感和电容元件. 图 2 、3 分别实现电容和电感 ,其值由[ 6 ]可得 , 分别为
L ( nH)
= 2 ×10- 7 l ln l
W+t
+
1. 193
+
0.
2235
W
+ l
3. 2 和类交趾滤波器的比较 介质板厚度为 1. 27 mm、介电常数为 10. 8 的类交趾滤波器[4]结构和测试结果如图 14 、
15 所示 ,中心频率为 1. 1 GHz. 根据本文方法 ,在相同介质板上设计中心频率为 1. 1 GHz 的 滤波器 ,电感部分用弯曲的微带来实现以减小尺寸[6] ,同时采用两个单元级联以达到和图 15 相近的带宽 , 尺寸为 W1 = 0. 127 mm , L = 2. 286 mm , W2 = 0. 127 , S = 0. 127 mm , L1 = 1. 27 mm ,其表现如图 16 所示. 本文方法设计的滤波器所需的尺寸为 10. 5 mm ×9. 8 mm ,面
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中国科学技术大学学报 第 34 卷
积只有图 14 的 20 %. 同时我们提出的滤波器有两个突出优点 :损耗小 ;长宽比例可以通过调 节交趾数目和微带线电感的长度进行灵活调整 ,而不象类交趾滤波器那样受制于 1/ 4 波长 限制 ,因而更适用于微波集成电路中使用.
3 扩展分析和实验结果
3. 1 多单元级联结果 由于多个电容的串联可降低电容 、降低电路 Q 值 、展宽工作带宽. 为克服上述滤波器带
宽窄的缺点 ,如图 11 所示 ,我们将两个相同滤波器串联. 图 12 、13 分别是单个滤波器单元和 由两个相同单元串联结构的模拟结果 ,其中 , W2 = 0. 4064 mm , L = 1. 4097 mm , W1 = 0. 254 mm , S = 0. 127 mm. 比较图 12 、13 可以看出 ,两者的中心频率都为 5. 5 GHz ,其中单个滤波单 元 - 1dB 带宽为 5. 1 % ,而两个单元的 - 1dB 带宽为 10 %. 从而表明利用多个滤波单元的串 联可以达到展宽工作带宽的目的.
注意到 S (2 ,1) 在 5. 8 GHz 时已达 - 4dB ,而 5. 8 GHz 是“蓝牙”技术的另一个应用频段 ,
S (2 ,1) 较高将会引入一些干扰信号. 为解决此问题 ,遵循前面思路 ,仍利用两个滤波器单元
第 4 期 小型微带带通滤波器的设计
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串联 ,只是此处采用了两个不同的滤波单元串联 ,希望通过这种不对称结构使得第二个峰的 出现频率相互错开 ,从而使 5. 8 GHz 的第二个峰消失. 图 20 给出改进后的滤波器结构及模 拟结果 ,从中可以看到在 5. 8 GHz 时 S (2 ,1) 只有 - 32dB ,在 2. 4 GHz 时 S (2 ,1) 仍然很高.
带宽为 0. 2405 GHz 的窄带带通滤波器. 而利用式 (3) 的计算结果则存在相当大的误差 ,这是
由于仅考虑了主要部分的电感和电容 ,而忽略可能引入的寄生电感电容所致.
2 结构参数的灵敏度分析
实际工作中 ,滤波器的结构参数会随环境发生微小变化 ,进而影响其工作特性 ,因而在 滤波器的实际设计中 ,仅仅给出了滤波器的中心频率 、带宽以及增益是不够的 ,特别是利用 公式 (3) 计算滤波器的中心频率存在较大误差 ,因而必须分析结构参数对滤波器性能的影 响 ,并对滤波器等效电路进行修正. 以下给出 L 、W1 、W2 等值对滤波器性能影响的具体分析.
第34卷第6期
中 国 科 学 技 术 大 学 学 报
Vol . 34 ,No. 6
2 0 0 4 年 1 2 月 JOURNAL OF UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA Dec. 2 0 0 4
文章编号 :025322778 (2004) 0620732207
第 4 期 小型微带带通滤波器的设计
735
f
=
ln
32. 4 W1 1000
×
25. 4L 1000
63. 6
0. 25
× ln
25. 4 W2 1000
- 0. 45
( GHz)
× εr
(4)
利用公式 (4) 计算得图 3 中模拟结构的中心频率为 3. 634 GHz ,与模拟结果十分接近.
图 19 用于“蓝牙”鼠标滤波器的模拟结果 Fig. 19 Simulated results of filter for Bluetooth
图 20 不对称滤波器结构及模拟结果 Fig. 20 Structure and simulated results of
asy mmetry filter
0 引言
传统微带线结构的微波器件在低频段应用时 ,面积仍较大. 例如在“蓝牙”技术 2. 4 GHz 频段处 ,传统微带结构的滤波器和微带天线的长度仍大于 12 厘米 ,显然难以应用到移动通 讯中. 因而研究小型化的微波器件已成为微波技术发展的必然. 近年来 , 多模微带滤波 器[1～4] 、类交趾滤波器[5]由于具有尺寸小 、重量轻 、低成本等特点取得了一定的发展 ,但仍存 在着面积较大 、增益不高等问题. 注意到增加滤波器结构中微带线间的有效耦合面积 ,可以 提高滤波器内部的耦合度 ,从而达到减小滤波器面积的目的. 本文提出一种小型的微带带通 滤波器设计. 在该设计中 ,采用多个相互耦合微带线以提高滤波器的耦合度 ,降低了滤波器 的面积 ,同时 ,从微带线的等效分布电感 、电容出发 ,结合模拟和试验结果 ,提出了该类滤波 器的等效 LC 电路 ,并分析了结构参数对滤波特性的影响 ,给出了计算该类滤波器中心工作 频率的经验公式 ,数值计算和实验验证了本文的设计思想.
小型微带带通滤波器的设计Ξ
张 军 ,朱 旗 ,张华亮 ,黎 洋
(中国科学技术大学电子工程与信息科学系 ,安徽合肥 230027)
摘要 :利用多条微带线间的耦合增加滤波器内部的耦合度 ,提出一种小型窄带带通滤 波器的设计 ;从微带线的等效分布电感电容出发 ,结合模拟和试验结果以及滤波器结 构参数对滤波特性的影响 ,提出该滤波器的等效 LC 电路模型以及计算中心工作频 率的经验公式. 数值模拟和试验结果验证了该设计思想. 关键词 :带通滤波器 ;小型化 ;类交趾滤波器 中图分类号 :TN8 ;TN92 文献标识码 :A