微波腔體濾波器的設(shè)計兼容模式ppt課件

1、 顧名思義，濾波器是一種濾波元件，其主要作用是濾除不需要的雜波干擾，得到需要的信號。因此，濾波器在現(xiàn)在通信系統(tǒng)中，是一個不可或缺的部件，其性能的好壞直接關(guān)系到通信系統(tǒng)的性能的優(yōu)劣。1 巴特沃斯濾波器最平坦濾波器）濾波器的傳輸函數(shù)：濾波器的傳輸函數(shù)：濾波器的低通頻率響應(yīng)曲線：濾波器的低通頻率響應(yīng)曲線：2 切比雪夫濾波器帶內(nèi)等波紋）濾波器的傳輸函數(shù)：濾波器的傳輸函數(shù)：濾波器的低通頻率響應(yīng)曲線：濾波器的低通頻率響應(yīng)曲線：3 橢圓濾波器帶內(nèi)帶外都具有等波紋特性）濾波器的傳輸函數(shù)：濾波器的傳輸函數(shù)：濾波器的低通頻率響應(yīng)曲線：濾波器的低通頻率響應(yīng)曲線：4 高斯濾波器最平坦群時延）濾波器的傳輸函數(shù)：濾波器的

2、傳輸函數(shù)：濾波器的低通頻率響應(yīng)曲線：濾波器的低通頻率響應(yīng)曲線：5 交叉耦合濾波器廣義切比雪夫濾波器） 帶內(nèi)等波紋，帶外有限傳輸零點(diǎn)可控，帶外抑制度好濾波器的傳輸函數(shù)：濾波器的傳輸函數(shù)：濾波器的低通頻率響應(yīng)曲線：濾波器的低通頻率響應(yīng)曲線： 設(shè)計指標(biāo)：設(shè)計指標(biāo)：微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計 設(shè)計指標(biāo)：設(shè)計指標(biāo)：f0=1542MHz BW=34MHz1525-1559） LrBW）-20dB La1600）-40dB 濾波器采用微帶環(huán)路開口諧振器形式，介質(zhì)基板采用常用濾波器采用微帶環(huán)路開口諧振器形式，介質(zhì)基板采用常用的的FR4基板基板損耗不考慮，即基板基板損耗不考慮，即tan

3、=0）。）。微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計 濾波器參數(shù)計算：濾波器參數(shù)計算： 利用實(shí)驗室開發(fā)的交叉耦合濾波器耦合矩陣計算軟件，完成利用實(shí)驗室開發(fā)的交叉耦合濾波器耦合矩陣計算軟件，完成對該濾波器耦合矩陣的計算。對該濾波器耦合矩陣的計算。交叉耦合矩陣：交叉耦合矩陣：. . 0 0.022565 0 0.0016732 0 0.022565 0 0.0016732 0.022565 0 -0.017581 0 0.022565 0 -0.017581 0 0 -0.017581 0 0.022565 0 -0.017581 0 0.0225650.0016732 0 0.022

4、565 00.0016732 0 0.022565 0. .交叉耦合系數(shù)為：交叉耦合系數(shù)為：K: i j K_valK: i j K_val1 2 0.0225651 2 0.0225652 3 0.0175812 3 0.0175811 4 -0.00167321 4 -0.00167323 4 0.0225653 4 0.022565有載品質(zhì)因數(shù)為：有載品質(zhì)因數(shù)為：Qe =35.967Qe =35.967微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計 matlab計算曲線：計算曲線：微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計 ADS電路模型：電路模型：微帶型交叉耦合濾波器的

5、設(shè)計微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計 ADS仿真曲線：仿真曲線：1. 351. 401. 451. 501. 551. 601. 651. 701. 751. 301. 80-80-60-40-20-1000f req, G HzdB(S(1, 1)dB(S(2, 1)R eadoutm 1R eadoutm 2m 1f req=dB(S(2, 1)=-0. 0131. 525G Hzm 2f req=dB(S(2, 1)=-0. 0091. 559G Hz微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計 濾波器的仿真：濾波器的仿真： step1 單腔頻率仿真單腔頻率仿真15.0015.5016

6、.0016.5017.00W1 mm1450.001500.001550.001600.001650.001700.001750.00re(f01)Ansoft CorporationHFSSDesign1XY Plot 1Curve Infore(f01)Setup1 : LastAdaptive 觀察曲線可以確定諧振器諧振在觀察曲線可以確定諧振器諧振在中心頻率處的尺寸大小中心頻率處的尺寸大小微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計 濾波器的仿真：濾波器的仿真： step2 輸入輸出有載輸入輸出有載Q值仿真值仿真 觀察該曲線即可確定當(dāng)觀察該曲線即可確定當(dāng)Qe=35.967時，對應(yīng)

7、的輸入輸出端時，對應(yīng)的輸入輸出端口的位置口的位置-8.00-7.00-6.00-5.00-4.00-3.00-2.00feed_x mm25.0030.0035.0040.0045.0050.0055.0060.00Q(1)Ansoft CorporationHFSSDesign1XY Plot 1Curve InfoQ(1)Setup1 : LastAdaptivesub_H=1mm sub_L=50mm W1=15mmQ(1)Setup1 : LastAdaptivesub_H=1mm sub_L=50mm W1=16.2mm微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計0.000.

8、501.001.502.002.503.00s1 mm0.000.010.020.030.040.050.060.070.08re(K_tune)Ansoft CorporationHFSSDesign1XY Plot 1Curve Infore(K_tune)Setup1 : LastAdaptivecut1=2mm sub_H=1mm sub_L=50mm sub_W=30mm W1=15mm w11=2mre(K_tune)Setup1 : LastAdaptivecut1=2mm sub_H=1mm sub_L=50mm sub_W=30mm W1=16.2mm w11=2 濾波器的仿

9、真：濾波器的仿真： step3 耦合系數(shù)的仿真耦合系數(shù)的仿真0.400.901.401.90s1 mm0.010.020.030.040.050.060.070.08re(K_tune)Ansoft CorporationHFSSDesign1XY Plot 1Curve Infore(K_tune)Setup1 : LastAdaptivecut1=2mm sub_H=1mm sub_L=50mm sub_W=30mm W1=15mm w11=2mre(K_tune)Setup1 : LastAdaptivecut1=2mm sub_H=1mm sub_L=50mm sub_W=30mm W

10、1=16.2mm w11=20.501.001.502.002.503.00s1 mm0.0000.0050.0100.0150.0200.0250.0300.0350.0400.045re(K_tune)Ansoft CorporationHFSSDesign1XY Plot 1Curve Infore(K_tune)Setup1 : LastAdaptive根據(jù)計算得到的耦合矩陣和曲線可以確定耦合縫隙的大小微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計 濾波器的仿真：濾波器的仿真： step3 濾波器的全腔仿真濾波器的全腔仿真1.201.301.401.501.601.701.80F

11、req GHz-70.00-60.00-50.00-40.00-30.00-20.00-10.000.00Y1Ansoft CorporationHFSSDesign1XY Plot 1Curve InfodB(S(1,1)Setup1 : Sweep1dB(S(2,1)Setup1 : Sweep1微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計 濾波器的仿真：濾波器的仿真： 相同結(jié)構(gòu)，工作在海事衛(wèi)星通信下行頻段的濾波相同結(jié)構(gòu)，工作在海事衛(wèi)星通信下行頻段的濾波器器1626-1660）1.201.301.401.501.601.701.80Freq GHz-80.00-70.00-60.0

12、0-50.00-40.00-30.00-20.00-10.000.00Y1Ansoft CorporationHFSSDesign1XY Plot 1m1m2Curve InfodB(S(1,1)Setup1 : Sweep1dB(S(2,1)Setup1 : Sweep1NameXYm11.6150-19.5305m21.6790-20.2734微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計微帶型交叉耦合濾波器的設(shè)計 同軸腔體濾波器的設(shè)計 腔體濾波器的設(shè)計步驟與方法與微帶濾波器的設(shè)計大致相同。大家可以參照微帶濾波器的設(shè)計步驟進(jìn)行腔體濾波器的設(shè)計。下面就我在這段時間里，包括項目中所遇到的一些問題和總結(jié)的一些經(jīng)驗給

13、大家分享一下。 同軸腔體濾波器的設(shè)計 同軸腔體諧振器的形式 常見結(jié)構(gòu) 小型化結(jié)構(gòu) 同軸腔體濾波器的設(shè)計 同軸腔體濾波的的饋電 直接饋電 耦合最強(qiáng)，有載Q值最小 圓盤耦合饋電耦合強(qiáng)弱與圓盤的大小和圓盤距離諧振桿的距離有關(guān) 磁耦合環(huán)饋電 耦合強(qiáng)弱與環(huán)的大小和環(huán)距離諧振桿的距離有關(guān) 同軸腔體濾波器的設(shè)計 同軸腔體濾波器的耦合磁耦合，耦合系數(shù)為正） 腔體之間的窗越大，耦合越大；耦合桿越長，耦合越大。 腔體之間的窗越大，耦合越大；耦合環(huán)越長，耦合越大。 調(diào)節(jié)范圍大于左圖 ，可實(shí)現(xiàn)較大的耦合 同軸腔體濾波器的設(shè)計 同軸腔體濾波器的耦合電耦合，耦合系數(shù)為負(fù)） 通過耦合桿實(shí)現(xiàn)電耦合，耦合桿越長，與諧振桿越近，

14、耦合越大。通過耦合桿實(shí)現(xiàn)電耦合，耦合桿越長，與諧振桿越近，頂端圓盤越大，耦合越大。通過耦合桿實(shí)現(xiàn)電耦合，耦合桿越長，與諧振桿越近，頂部彎折越深，耦合越大。 同軸腔體濾波器的設(shè)計 6腔2個傳輸零點(diǎn)濾波器的仿真 Qe =52.4689交叉耦合系數(shù)為：K: i j K_val1 2 0.0149142 3 0.0101623 4 0.0106922 5 -0.00121374 5 0.0101621 6 3.3563e-0170）5 6 0.014914： 同軸腔體濾波器的設(shè)計 6腔2個傳輸零點(diǎn)濾波器的仿真 460.00470.00480.00490.00500.00510.00520.00530.

15、00540.00Freq MHz-120.00-100.00-80.00-60.00-40.00-20.00 0.00Y1Ansoft CorporationHFSSDesign1XY Plot 1m1m2m3m4Curve InfodB(S(1,1)Setup1 : Sweep1dB(S(2,1)Setup1 : Sweep1NameXYm1496.5000-0.0000m2504.5000-0.0036m3494.5000-21.6651m4506.5000-23.4304 同軸腔體濾波器的設(shè)計 6腔4個傳輸零點(diǎn)濾波器的仿真 您所求的交叉耦合系數(shù)為：K: i j K_val1 2 0.01

16、47242 3 0.00963193 4 0.0120192 5 -0.00319884 5 0.00963191 6 0.000377735 6 0.014724有載品質(zhì)因數(shù)為：Qe =52.4689 同軸腔體濾波器的設(shè)計 6腔4個傳輸零點(diǎn)濾波器的仿真 460.00470.00480.00490.00500.00510.00520.00530.00540.00Freq MHz-120.00-100.00-80.00-60.00-40.00-20.00 0.00Y1Ansoft CorporationHFSSDesign1XY Plot 1m1m2m3m4m5m6Curve InfodB(S(1,1)Setup1 : Sweep1dB(S(2,1)Setup1 : Sweep1NameXYm1496.0000-0.1820m2504.0000-0.0182m3495.8000-1.0560m4494.0000-34.5707m5504.2000-0.0276m6506.0000-22.2292 濾波器作為無線通信系統(tǒng)中重要的組成部分，其性能的好壞直接關(guān)系到無線系統(tǒng)的優(yōu)劣。目前，國內(nèi)外幾乎所有通信類相關(guān)制造企業(yè)，都會涉及到濾波器的設(shè)計，所以，掌握一定的濾波器的相關(guān)知識