微波窄带带通滤波器的设计
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此时 满足关 系式
儿 ＝ １１｛ ０ｂ １＋ａ ｝
此 时 ， ＝ （０ ｎ １ 一１ 寺 ）
（） ３
（ ４）
集 总参 数 元 件低 通 原 型 滤 波 器 是 用 现 代 网 络 综 合 法设 计微 波 滤 波器 的基 础 ， 种 低 通 、 各 高通 、 带 通 、 阻微 波 滤 波器 ， 传 输 特 性 大 都 是 根 据 原 型 带 其
式（ ） ： ３ 中 ＝（ ０ １
重要意义。同时， 微波固体器件的应用对滤波器的发
展 也起 了一 定 的 推 动作 用 ¨ 。微 带 电路 由于 体 积 小、 重量轻 、 频带 宽 、 易于 与射 频 电路 匹配 等优 点 ， 近
年来在 滤波 电路 中得到 了广 泛 的应用 。
（ ） ｝
关键词 ｉ 带线 ； Ｄ ； 微 Ａ Ｓ 微带线耦合 带通 滤波器；窄带
Ｏ 引 言
当前 ， 无线 通 信 技 术 高 速 发 展 ， 所 有 的 通 信 在 系统 中 ， 波器 都 扮 演 了非 常重 要 的角 色 。 因为 无 滤 论 是射 频 接 收 机 还 是 发 射 机 都 需 要 选 择 特 定 频 率
（） ２
本 文 基于 微带 线 滤 波 器 的基本 理 论 ， 设计 实现 了一种 由耦 合 微 带 线 构 成 的 窄 带 滤 波 器 。仿 真 结
果 表 明该滤 波 器 能在 １９ Ｇ ｚ～ ． Ｈ 保 持 良好 ． Ｈ ２ １Ｇ ｚ
一１ ） １
尺为 波纹 指标 ， 带 内的 波 纹 越 大 则通 带 到 通 阻带 的过 渡 就 越 陡 峭 。即 波 纹 大 小 与 陡 峭 是 冲 突 的 ， 当在满 足带 外衰 减 的基础 上合 理选 择 ａ的值 ， 应 使波 纹尽 可 能 小 。 当 知 道 滤 波 器 的 带 外 截 止 衰 减
的 函数特 征 。
的信号进行处理 ， 滤除其他频率 的干扰信号 ， 这就需 要使用滤波电路来分离有用信号和干扰信号。因此 ，
高性 能的滤波 器对 设 计一 个好 的射频 通信 系统具 有
Ｉ ＝ １１｛ Ｌ ０ｂ １＋ａ （ ｝ Ｑ）
（） １
式 （ ） ： Ｎ Ｑ）＝ＣＳⅣｌｏ －（ ｝其 中 Ｑ ≤ １ １ 中 Ｔ（ Ｏ ｛ ｓ１Ｑ） ， ｃ
Ｃ
．， ｃ ：— 一 ｃ
０２ 一 ） １
（１ １）
１ ３ 用耦合微 带 线实现 滤波器 ．
的 纹 数 关 。 中 ：） ｆ 一 ｏ 波 指 有 ］其 ， — ０ 一 一 ０ ０ ９） １
２ 一 １＼∞ ｎ ∞ ，
当频率 达到 或接近 Ｇ ｚ时 ， 虑 到集 总 参数 元 Ｈ 考
的通带 特性 ， 同时也具 有 非 常好 的 阻带 特 性 ， １７ 在 ．
Ｇ ｚ和 ２ ３ Ｇ 处 衰减 大 于 ２ Ｂ Ｈ ． Ｈｚ ０ｄ 。
１ 微 波 带通 滤 波器 的设 计
１ １ 滤 波器 低通原 型 ．
／ Ｓ时 ， Ａ 我们可 以计 算 出低通原 型所需 的元 件数。
Ｔ（ ＮＱ）：ｃｓ ｛ ｓ。 Ｑ） ， ｏ Ⅳｌｏ （ ｝其中Ｑ ≥ １ ｈ ｃｈ 。
那 么 ， 一１≤Ｑ≤ １内 ， 在 即切 比雪 夫 通带 内波 纹 的 幅度就 可 以根据 式 （ ）和 （ ） 当选 择 ａ来 控 １ ２适 制 。显 然 ，１ ｎ）：１时 ， 带 内的最 大衰 减是 ７（ Ⅳ 通 儿 ＝ １１｛ ０ｂ １＋ａ
特性 推 导 出来 的 。常见 的滤波 器 原 型结 构 有 巴特 沃 兹 、 比雪夫 、 圆 函数 等 ， 文选 用 的是 切 比雪夫 切 椭 本 的滤 波 器 原 型 结 构 。 切 比雪 夫 滤 波 器 的设 计 思 想 就是 用切 比雪 夫 多 项 式 来 描 述 滤 波 器 的 插 入 损 耗
一１ ￣ 一 ）ｃｓ一 ｎ） ／ ． １（ｏ （ ） ０ ｈ
（） ６
和 Ｃ 的 串联 电路替 代 ， 且相应 的参 数为 并
， ： 二 Ｊ ，
０
滤 波器 阶数 为 Ｎ＝［ ］＋１ 据 式 （ ） 以发 ｎ 。根 ６可 现 ， 波器 的 阶数 跟 截 止频 率 的衰 减度 以及 通 带 内 滤
ＤＯＩ １ ． ９ ９ ｊｉ ｎ １０ －８ ４ ２ １ ．４ ０ ２ ：０ ３ ６ ／．ｓ ．０ １３ ２ ．０ ０ ． ２ ｓ １
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微 波 窄 带带 通 滤 波器 的设 计
杨 丽， 马 健， 陈 辉
（ 西南 民族 大学 电气信息工程学院 ， 成都 ６ ０４ ） １０ １
摘
要： 分析 了微带线 窄带滤 波器设计 的基 本理 论 ， 借助 Ａ ｉ ｎ Ａ Ｓ 真软件完成 了中心频率位 于 Ｌ波段 的 窄带 ｇ ｅｔ Ｄ 仿 ｌ
收 稿 日期 ：０ ００ －４ ２ １－５０
将式（ ） １ 代入式（ ） 可得到 ４， Ｉ Ｌ＝１１｛ ０ｂ １＋ｎ （ ｝ Ｌ Ｓ （ １ Ｑ） ≥ Ａ ， １ ｌ ） ｎ ≥
（ ５）
则
低 通滤 波器 电路 中的并 联 电容 Ｃ可 用 电感
凡≥ （ｏ ￣１ ｃｓ ／ ｈ
件 的分布参 数效 应 ， 波器 通 常 由分 布 参 数 元件 构 滤
为截 止边频 ０ ９的归 一化 频 率 。式 （ ） （ ） ６ ，７ 中 为 中 心 频 率 ， 上 下 通 带 边 频 ０ ， 关 系 为 ∞ ＝ 与 ９ Ｗ 。 。
± －
带通滤 波器的设计 。该滤波器选用切比雪夫的原型结构 ， 由耦合微 带线构成 ， 并 其通带为 １９Ｇ ｚ ２ １Ｇ ｚ通 带 ． Ｈ ～ ． Ｈ ，
内 衰减 小 于 １５ｄ 起 伏 小 于 ０ ５ｄ 在 １７Ｇ ｚ和 ２ ３Ｇ ｚ衰减 大 于 ２ Ｂ 端 口反 射 系数 小于 一１ Ｂ ． Ｂ， ． Ｂ， ． Ｈ ． Ｈ ０ｄ ， ５ｄ 。版 图仿 真 结 果 满 足 滤 波 器设 计 要 求 。
儿 ＝ １１｛ ０ｂ １＋ａ ｝
此 时 ， ＝ （０ ｎ １ 一１ 寺 ）
（） ３
（ ４）
集 总参 数 元 件低 通 原 型 滤 波 器 是 用 现 代 网 络 综 合 法设 计微 波 滤 波器 的基 础 ， 种 低 通 、 各 高通 、 带 通 、 阻微 波 滤 波器 ， 传 输 特 性 大 都 是 根 据 原 型 带 其
式（ ） ： ３ 中 ＝（ ０ １
重要意义。同时， 微波固体器件的应用对滤波器的发
展 也起 了一 定 的 推 动作 用 ¨ 。微 带 电路 由于 体 积 小、 重量轻 、 频带 宽 、 易于 与射 频 电路 匹配 等优 点 ， 近
年来在 滤波 电路 中得到 了广 泛 的应用 。
（ ） ｝
关键词 ｉ 带线 ； Ｄ ； 微 Ａ Ｓ 微带线耦合 带通 滤波器；窄带
Ｏ 引 言
当前 ， 无线 通 信 技 术 高 速 发 展 ， 所 有 的 通 信 在 系统 中 ， 波器 都 扮 演 了非 常重 要 的角 色 。 因为 无 滤 论 是射 频 接 收 机 还 是 发 射 机 都 需 要 选 择 特 定 频 率
（） ２
本 文 基于 微带 线 滤 波 器 的基本 理 论 ， 设计 实现 了一种 由耦 合 微 带 线 构 成 的 窄 带 滤 波 器 。仿 真 结
果 表 明该滤 波 器 能在 １９ Ｇ ｚ～ ． Ｈ 保 持 良好 ． Ｈ ２ １Ｇ ｚ
一１ ） １
尺为 波纹 指标 ， 带 内的 波 纹 越 大 则通 带 到 通 阻带 的过 渡 就 越 陡 峭 。即 波 纹 大 小 与 陡 峭 是 冲 突 的 ， 当在满 足带 外衰 减 的基础 上合 理选 择 ａ的值 ， 应 使波 纹尽 可 能 小 。 当 知 道 滤 波 器 的 带 外 截 止 衰 减
的 函数特 征 。
的信号进行处理 ， 滤除其他频率 的干扰信号 ， 这就需 要使用滤波电路来分离有用信号和干扰信号。因此 ，
高性 能的滤波 器对 设 计一 个好 的射频 通信 系统具 有
Ｉ ＝ １１｛ Ｌ ０ｂ １＋ａ （ ｝ Ｑ）
（） １
式 （ ） ： Ｎ Ｑ）＝ＣＳⅣｌｏ －（ ｝其 中 Ｑ ≤ １ １ 中 Ｔ（ Ｏ ｛ ｓ１Ｑ） ， ｃ
Ｃ
．， ｃ ：— 一 ｃ
０２ 一 ） １
（１ １）
１ ３ 用耦合微 带 线实现 滤波器 ．
的 纹 数 关 。 中 ：） ｆ 一 ｏ 波 指 有 ］其 ， — ０ 一 一 ０ ０ ９） １
２ 一 １＼∞ ｎ ∞ ，
当频率 达到 或接近 Ｇ ｚ时 ， 虑 到集 总 参数 元 Ｈ 考
的通带 特性 ， 同时也具 有 非 常好 的 阻带 特 性 ， １７ 在 ．
Ｇ ｚ和 ２ ３ Ｇ 处 衰减 大 于 ２ Ｂ Ｈ ． Ｈｚ ０ｄ 。
１ 微 波 带通 滤 波器 的设 计
１ １ 滤 波器 低通原 型 ．
／ Ｓ时 ， Ａ 我们可 以计 算 出低通原 型所需 的元 件数。
Ｔ（ ＮＱ）：ｃｓ ｛ ｓ。 Ｑ） ， ｏ Ⅳｌｏ （ ｝其中Ｑ ≥ １ ｈ ｃｈ 。
那 么 ， 一１≤Ｑ≤ １内 ， 在 即切 比雪 夫 通带 内波 纹 的 幅度就 可 以根据 式 （ ）和 （ ） 当选 择 ａ来 控 １ ２适 制 。显 然 ，１ ｎ）：１时 ， 带 内的最 大衰 减是 ７（ Ⅳ 通 儿 ＝ １１｛ ０ｂ １＋ａ
特性 推 导 出来 的 。常见 的滤波 器 原 型结 构 有 巴特 沃 兹 、 比雪夫 、 圆 函数 等 ， 文选 用 的是 切 比雪夫 切 椭 本 的滤 波 器 原 型 结 构 。 切 比雪 夫 滤 波 器 的设 计 思 想 就是 用切 比雪 夫 多 项 式 来 描 述 滤 波 器 的 插 入 损 耗
一１ ￣ 一 ）ｃｓ一 ｎ） ／ ． １（ｏ （ ） ０ ｈ
（） ６
和 Ｃ 的 串联 电路替 代 ， 且相应 的参 数为 并
， ： 二 Ｊ ，
０
滤 波器 阶数 为 Ｎ＝［ ］＋１ 据 式 （ ） 以发 ｎ 。根 ６可 现 ， 波器 的 阶数 跟 截 止频 率 的衰 减度 以及 通 带 内 滤
ＤＯＩ １ ． ９ ９ ｊｉ ｎ １０ －８ ４ ２ １ ．４ ０ ２ ：０ ３ ６ ／．ｓ ．０ １３ ２ ．０ ０ ． ２ ｓ １
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微 波 窄 带带 通 滤 波器 的设 计
杨 丽， 马 健， 陈 辉
（ 西南 民族 大学 电气信息工程学院 ， 成都 ６ ０４ ） １０ １
摘
要： 分析 了微带线 窄带滤 波器设计 的基 本理 论 ， 借助 Ａ ｉ ｎ Ａ Ｓ 真软件完成 了中心频率位 于 Ｌ波段 的 窄带 ｇ ｅｔ Ｄ 仿 ｌ
收 稿 日期 ：０ ００ －４ ２ １－５０
将式（ ） １ 代入式（ ） 可得到 ４， Ｉ Ｌ＝１１｛ ０ｂ １＋ｎ （ ｝ Ｌ Ｓ （ １ Ｑ） ≥ Ａ ， １ ｌ ） ｎ ≥
（ ５）
则
低 通滤 波器 电路 中的并 联 电容 Ｃ可 用 电感
凡≥ （ｏ ￣１ ｃｓ ／ ｈ
件 的分布参 数效 应 ， 波器 通 常 由分 布 参 数 元件 构 滤
为截 止边频 ０ ９的归 一化 频 率 。式 （ ） （ ） ６ ，７ 中 为 中 心 频 率 ， 上 下 通 带 边 频 ０ ， 关 系 为 ∞ ＝ 与 ９ Ｗ 。 。
± －
带通滤 波器的设计 。该滤波器选用切比雪夫的原型结构 ， 由耦合微 带线构成 ， 并 其通带为 １９Ｇ ｚ ２ １Ｇ ｚ通 带 ． Ｈ ～ ． Ｈ ，
内 衰减 小 于 １５ｄ 起 伏 小 于 ０ ５ｄ 在 １７Ｇ ｚ和 ２ ３Ｇ ｚ衰减 大 于 ２ Ｂ 端 口反 射 系数 小于 一１ Ｂ ． Ｂ， ． Ｂ， ． Ｈ ． Ｈ ０ｄ ， ５ｄ 。版 图仿 真 结 果 满 足 滤 波 器设 计 要 求 。