腔體濾波器設計解析課件

腔體濾波器的分析與設計邊登峰Dengfeng_bian@腔體濾波器的分析與設計邊登峰1Outline腔體濾波器的設計流程腔體濾波器的設計相關的基本理論Q值分析和測試交叉耦合的功能和使用溫度對產品的影響EDA設計工具的使用Q&AOutline腔體濾波器的設計流程2腔體濾波器的設計流程分析客戶指標，結合機械結構初步確定諧振級數(shù)和Q值及零點個數(shù)確定電路模型及拓撲結構通過平面電路設計得到歸一化耦合矩陣Mii及輸入輸出阻抗特性(使用工具為TouchStone或Cleod)機械結構設計驗證上述電氣指標設計特別是拓撲結構的可行性，最終確定諧振級數(shù)和Q值利用雙腔本征模三維模型確定諧振銅管尺寸并計算耦合系數(shù)K值（使用工具為CST)將計算出的K值同Mii相結合準確計算出諧振器間的窗口大小（使用工具為CST)出設計圖紙并調試，優(yōu)化設計并作最終記錄2005-3-27AllrizonCommunicationCorp腔體濾波器的設計流程分析客戶指標，結合機械結構初步確定諧振級3腔體濾波器的基本理論電路模型腔體濾波器的基本理論電路模型4

耦合諧振濾波器最基本的耦合結構饋源只與一個諧振器耦合，負載端僅與一個諧振器耦合，且中間只有一條耦合路徑即主路徑，各級諧振器之間逐級耦合。

耦合諧振濾波器最基本的耦合結構饋源只與一個諧振5梳狀線濾波器結構示意圖注意：接地良好與否直接影響性能！梳狀線濾波器結構示意圖注意：接地良好與否直接影響性能！6電路原理圖電路原理圖7場分布場分布8電場分布：越靠近腔體頂部越強磁場分布：越靠近腔體底部越強總體來講：諧振器間以磁耦合為主，窗口開得越大，調節(jié)螺釘深得越靠近底部則耦合越大，反之耦合越小。在仿真計算中，TouchStone中的Mii和CST中的K值都是表征諧振器間的耦合系數(shù)，也是我們在仿真計算過程中遇到的最主要的參數(shù)，它直接影響我們最終的機械設計和產品性能。

電場分布：越靠近腔體頂部越強9決定諧振頻率的因素

決定諧振頻率的因素101.諧振頻率同波長成反比。頻率越高單腔尺寸越小，頻率越低單腔尺寸越大2.L同諧振桿的尺寸密切相關。諧振桿越長越細，L越大，頻率越低；諧振桿越短越粗，L越小，頻率越高3.C可用諧振桿與蓋板的間隙大小和諧振桿的法蘭盤大小來反映。法蘭盤越大間隙越小則C越大，頻率越低；反之則C越小，頻率越高

1.諧振頻率同波長成反比。頻率越高單腔尺寸越小，頻率越低單11諧振器間的耦合是由平行耦合線間的邊緣場得到在無集總電容C的情況下，諧振線應是1/4波長（中心頻率），此時該結構是無通帶的全阻帶結構通常諧振在大約1/8波長或更短以減少濾波器的尺寸諧振器可用矩形桿或圓桿，方腔圓桿的阻抗計算公式：

Z=(60/er^0.5)ln(1.0787b/a)er：相對介電常數(shù)b:方腔的邊長a:諧振桿的直徑

通常b/a約為3以實現(xiàn)Q值最優(yōu)諧振器間的耦合是由平行耦合線間的邊緣場得到12基本概念1.窄帶濾波器的相對帶寬：BW=(f2-f1)/f0f1，f2分別是通帶的起止頻率f0是通帶中心頻率窄帶濾波器的相對帶寬一般在20%以下2.幾個概念的辨析：dB，dBm，dBc

基本概念1.窄帶濾波器的相對帶寬：BW=(f2-f1)/f13

概念辨析dB是一個表征相對值的值，當考慮甲的功率相比于乙功率大或小多少個dB時，按下面計算公式：10lg（甲功率/乙功率）

[例]甲功率比乙功率大一倍，那么10lg（甲功率/乙功率）=10lg2=3dB。也就是說，甲的功率比乙的功率大3dB。

概念辨析dB是一個表征相對值的值，當考慮甲的功率相比于乙14dBm是一個考征功率絕對值的值，計算公式為：10lgP（功率值/1mw）。

[例1]如果發(fā)射功率P為1mw，折算為dBm后為0dBm。

[例2]對于40W的功率，按dBm單位進行折算后的值應為：

10lg（40W/1mw)=10lg（40000）=10lg4+10lg10+10lg1000=46dBm。

dBm是一個考征功率絕對值的值，計算公式為：10lgP（功率15dBc也是一個表示功率相對值的單位，與dB的計算方法完全一樣。一般來說，dBc是相對于載波（Carrier）功率而言，在許多情況下，用來度量與載波功率的相對值，如用來度量干擾（如互調干擾、交調干擾等）以及耦合、雜散等的相對量值。如通帶插損為1dB,帶外隔離為91dB,則隔離度為90dBc.dBc也是一個表示功率相對值的單位，與dB的計算方法完全一樣16MeasuringS-Parameters

S11=ReflectedIncident=b1a1a2=0S21=TransmittedIncident=b2a1a2=0S22=ReflectedIncident=b2a2a1=0S12=TransmittedIncident=b1a2a1=0IncidentTransmittedS21S11Reflectedb1a1b2Z0Loada2=0DUTForwardIncidentTransmittedS12S22Reflectedb2a2ba1=0DUTZ0LoadReverse12005-3-27AllrizonCommunicationCorpMeasuringS-ParametersS11=Ref17S-ParameterswithCommonMeasurementTermsS11=forwardreflectioncoefficient(inputmatch)S22=reversereflectioncoefficient(outputmatch)S21=forwardtransmissioncoefficient(gainorloss)S12=reversetransmissioncoefficient(isolation)Remember,S-parametersareinherentlycomplex,linearquantities--however,weoftenexpresstheminalog-magnitudeformat2005-3-27AllrizonCommunicationCorpS-ParameterswithCommonMeasu18LightwaveAnalogytoRFEnergy

RFIncidentReflectedTransmitted

LightwaveDUT2005-3-27AllrizonCommunicationCorpLightwaveAnalogytoRFEnergy19High-FrequencyDeviceCharacterizationTransmittedIncidentTRANSMISSIONGain/LossS-ParametersS21,S12GroupDelayTransmissionCoefficientInsertionPhaseReflectedIncidentREFLECTIONSWRS-ParametersS11,S22ReflectionCoefficientImpedance,AdmittanceR+jX,G+jBReturnLoss

G,rT,tIncidentReflectedTransmittedRBAAR=BR=2005-3-27AllrizonCommunicationCorpHigh-FrequencyDeviceCharacte20TransmissionLineTerminatedwithZo

Forreflection,atransmissionlineterminatedinZobehaveslikeaninfinitelylongtransmissionlineZs=ZoZoVrefl=0!(alltheincidentpower isabsorbedintheload)VincZo=characteristicimpedance oftransmissionline2005-3-27AllrizonCommunicationCorpTransmissionLineTerminatedw21TransmissionLineTerminatedwithShort,Open

Zs=ZoVreflVincForreflection,atransmissionlineterminatedinashortoropenreflectsallpowerbacktosourceIn-phase(0o)foropen,out-of-phase(180o)forshort2005-3-27AllrizonCommunicationCorpTransmissionLineTerminatedw22ReflectionParameters￥

dBNoreflection(ZL=Zo)rRLVSWR01Fullreflection(ZL=open,short)0dB1￥=ZL-ZOZL+OZReflectionCoefficient=VreflectedVincident=rFG=rGReturnloss=-20log(r),VoltageStandingWaveRatioVSWR=EmaxEmin=1+r1-rEmaxEmin2005-3-27AllrizonCommunicationCorpReflectionParameters￥dBNore23TransmissionParametersVTransmittedVIncidentTransmissionCoefficient=T=VTransmittedVIncident=tDfDUTGain(dB)=20LogVTransVInc=20logtInsertionLoss(dB)=-20LogVTransVInc=-20logt2005-3-27AllrizonCommunicationCorpTransmissionParametersVTransm24GroupDelayinradiansinradians/secindegreesfinHertz(w=2pf)fwfGroupDelay(t)g=-dfdw=-1360odfdf*FrequencyGroupdelayrippleAveragedelaytotgPhasefDfFrequencyDwwgroup-delayrippleindicatesphasedistortionaveragedelayindicateselectricallengthofDUTapertureofmeasurementisveryimportant2005-3-27AllrizonCommunicationCorpGroupDelayinradiansinradian25標準史密斯圓圖(SmithChart)ABC阻抗圓圖: 1.短路點A(-1,0) 2.開路點C(1,0) 3.匹配點B(0,0)導納圓圖: 1.短路點C(-1,0) 2.開路點A(1,0) 3.匹配點B(0,0)傳向波源的波長傳向負載的波長2005-3-27AllrizonCommunicationCorp標準史密斯圓圖(SmithChart)ABC阻抗圓圖:導納26

27腔體濾波器設計解析課件28腔體濾波器設計解析課件29Q值分析與測試Q值分析示意圖諧振回路ZLQ值是表示諧振回路平均儲能和損耗大小的量度儲能大損耗小意味著Q值高Q值分析與測試Q值分析示意圖諧振回路ZLQ值是表示諧振30為什么我們用鋁腔和銅管并且腔體要鍍銀呢？這對產品的Q值有什么影響呢？

世界上導電性能最好的三種金屬銀，銅，鋁世界上導電性能最好的三種金屬31Q值同單腔的體積和表面積有關體積越大則單腔儲存的電磁能越大，表面積越小則單腔的損耗就越小，Q值就越大，反之Q越小。Q值對設計的啟發(fā)：諧振銅管之間的耦合窗口盡量開大，這樣單腔的表面積會減少，單腔體積也會無形中有所增加

Q值同單腔的體積和表面積有關32

Q值分析

(1/QL)=(1/Qu)+(1/Qe)QL:有載Q值（實際測試的值）

Qu:無載Q值（最終需要的值，這是腔體的固有性質）

Qe:外部Q值（實際存在的外部耦合產生的值）腔體濾波器設計解析課件33我們實際測試單諧振腔的Q值1.除了要測試的諧振頻率之外，不能有其他頻率成分2.測試時儀器頻寬設置不要過大3.外部耦合不能過大或過小，否則測不出真實的Q值那么外部耦合多少才行呢？我們實際測試單諧振腔的Q值那么外部耦合多少才行呢？34

當Qe=Qu時，Qu=2QL

QL=f0/△f3dB

Qu=2f0/△f3dB

腔體濾波器設計解析課件35

用史密斯圓圖幫助分析ABC

當看到諧振器的曲線恰好過大圓圓心時，則諧振器在過圓心的頻率點上阻抗匹配；如曲線包含大圓圓心則外部耦合過大；如不包含則外部耦合過小2005-3-27AllrizonCommunicationCorp用史密斯圓圖幫助分析ABC當看到諧振器的曲線恰好過36Q值測試曲線一Q值測試曲線一37Q值測試曲線二Q值測試曲線二38

交叉耦合的功能和使用如果濾波器有N個諧振器，則可以最多產生N－2個傳輸零點。傳輸零點（transmission

zeros）就是陷波點，可以認為是響應曲線S21上的零點。它可以在濾波器通帶的單邊或雙邊產生傳輸零點，以提高帶外抑制。利用傳輸零點可以使低階數(shù)濾波器獲得與高階數(shù)濾波器同樣好的特性。

交叉耦合的功能和使用如果濾波器有N個諧振器，則39較常用的交叉耦合形式

容性耦合

感性耦合

在非主通道上的附加耦合較常用的交叉耦合形式40容性交叉耦合的基本形式一容性交叉耦合的基本形式一41容性交叉耦合的基本形式二容性交叉耦合的基本形式二42容性交叉耦合的基本形式三容性交叉耦合的基本形式三43容性交叉耦合形式可以以此類推容性交叉耦合形式可以以此類推44容性交叉耦合的工藝形式容性交叉耦合的工藝形式45感性交叉耦合的基本形式一感性交叉耦合的基本形式一46感性交叉耦合的基本形式二感性交叉耦合的基本形式二47感性交叉耦合形式可以以此類推感性交叉耦合形式可以以此類推48感性交叉耦合的工藝形式感性交叉耦合的工藝形式49

設計實例InsertionLoss,Port3toPort1:0.50dBmaximum,0.25dBtypical(824-849MHz)Rejection,Port3toPort1:70dBminimum,75dBtypical(869-894MHz)InsertionLoss,Port3toPort2:0.50dBmaximum,0.25dBtypical(869-894MHz)Rejection,Port3toPort2:70dBminimum,75dBtypical(824-849MHz)VSWR:1.22:1maximum-AllPorts(ReturnLoss:20dBminimum)設計實例InsertionLoss,Port3t50設計實例

INOUT123654拓撲結構示意圖設計實例INOUT123654拓撲結構51

設計實例

為達到帶外抑制的指標，我們希望通帶的一側出現(xiàn)零點，幾個零點能達到我們的要求呢？設計實例52

設計實例一個零點的情況(pole2和pole4之間為容性耦合或感性耦合)

設計實例一個零點的情況(pole2和pole4之間為53

設計實例兩個零點的情況(pole2和pole5之間為容性耦合，pole1和pole6間為感性耦合)

設計實例兩個零點的情況(pole2和pole5之間為54

設計實例兩個零點的第二種情況(2和4之間為容性或感性耦合，2和5之間為感性耦合)

設計實例兩個零點的第二種情況(2和4之間為容性或感性55

設計實例

能不能在通帶的一側加三個零點呢？設計實例56感性交叉耦合形式可以以此類推感性交叉耦合形式可以以此類推57容性交叉耦合形式可以以此類推容性交叉耦合形式可以以此類推58

設計實例

四種方案的可行性分析一個零點(24):帶外抑制指標無余量兩個零點(2516):帶外抑制指標余量不大兩個零點(2425):帶外抑制指標余量較大三個零點(252635):指標有余量，但交叉耦合過多，實現(xiàn)起來有難度結論：選擇兩個零點余量較大的方案設計實例四種方案的可行性分析結論：選擇兩個零點余量較大59在非主通道上的附加耦合饋源和負載端分別可以耦合不止一個諧振器，中間含有不止一條耦合路徑（包括主耦合、弱耦合）。附加的耦合能夠使濾波器響應在阻帶內產生衰減極大值，利于形成優(yōu)良的濾波特性曲線。這樣設計出來的濾波器便可以通過僅僅改變諧振器的諧振頻率來調整傳輸零點得位置，甚至可以使傳輸零點從中心頻率的一邊變到另一邊，無需變動耦合系數(shù)，從而保證了濾波器結構實現(xiàn)的穩(wěn)定性。

經典范例A17K系列在非主通道上的附加耦合饋源和負載端分別可以耦合不止60

1243567INOUT1243567INOUT61溫度對產品的影響

請注意：

腔體中存在電磁應力

腔體中存在多種材料產品性能對機械尺寸精度很敏感溫度對產品的影響62溫度對產品的影響

電磁應力在高溫時得以釋放，常溫時間距較小的地方（如交叉耦合與銅管）在高溫下間距會發(fā)生微小變化從而影響產品性能由于鋁和銅具有不同的熱膨脹系數(shù)，高溫時蓋板與銅管之間的gap會與常溫有微小變化，從而使諧振器的諧振頻率產生變化高溫時，如果曲線向低頻方向漂移，可通過增加銅管高度來補償；反之可通過削減銅管高度來補償溫度對產品的影響高溫時，如果曲線向低頻方向漂移，可通過63

EDAToolsTouchStoneCleodCSTEDATools64

Q&A腔體濾波器設計解析課件65腔體濾波器的分析與設計邊登峰Dengfeng_bian@腔體濾波器的分析與設計邊登峰66Outline腔體濾波器的設計流程腔體濾波器的設計相關的基本理論Q值分析和測試交叉耦合的功能和使用溫度對產品的影響EDA設計工具的使用Q&AOutline腔體濾波器的設計流程67腔體濾波器的設計流程分析客戶指標，結合機械結構初步確定諧振級數(shù)和Q值及零點個數(shù)確定電路模型及拓撲結構通過平面電路設計得到歸一化耦合矩陣Mii及輸入輸出阻抗特性(使用工具為TouchStone或Cleod)機械結構設計驗證上述電氣指標設計特別是拓撲結構的可行性，最終確定諧振級數(shù)和Q值利用雙腔本征模三維模型確定諧振銅管尺寸并計算耦合系數(shù)K值（使用工具為CST)將計算出的K值同Mii相結合準確計算出諧振器間的窗口大小（使用工具為CST)出設計圖紙并調試，優(yōu)化設計并作最終記錄2005-3-27AllrizonCommunicationCorp腔體濾波器的設計流程分析客戶指標，結合機械結構初步確定諧振級68腔體濾波器的基本理論電路模型腔體濾波器的基本理論電路模型69

耦合諧振濾波器最基本的耦合結構饋源只與一個諧振器耦合，負載端僅與一個諧振器耦合，且中間只有一條耦合路徑即主路徑，各級諧振器之間逐級耦合。

耦合諧振濾波器最基本的耦合結構饋源只與一個諧振70梳狀線濾波器結構示意圖注意：接地良好與否直接影響性能！梳狀線濾波器結構示意圖注意：接地良好與否直接影響性能！71電路原理圖電路原理圖72場分布場分布73電場分布：越靠近腔體頂部越強磁場分布：越靠近腔體底部越強總體來講：諧振器間以磁耦合為主，窗口開得越大，調節(jié)螺釘深得越靠近底部則耦合越大，反之耦合越小。在仿真計算中，TouchStone中的Mii和CST中的K值都是表征諧振器間的耦合系數(shù)，也是我們在仿真計算過程中遇到的最主要的參數(shù)，它直接影響我們最終的機械設計和產品性能。

電場分布：越靠近腔體頂部越強74決定諧振頻率的因素

決定諧振頻率的因素751.諧振頻率同波長成反比。頻率越高單腔尺寸越小，頻率越低單腔尺寸越大2.L同諧振桿的尺寸密切相關。諧振桿越長越細，L越大，頻率越低；諧振桿越短越粗，L越小，頻率越高3.C可用諧振桿與蓋板的間隙大小和諧振桿的法蘭盤大小來反映。法蘭盤越大間隙越小則C越大，頻率越低；反之則C越小，頻率越高

1.諧振頻率同波長成反比。頻率越高單腔尺寸越小，頻率越低單76諧振器間的耦合是由平行耦合線間的邊緣場得到在無集總電容C的情況下，諧振線應是1/4波長（中心頻率），此時該結構是無通帶的全阻帶結構通常諧振在大約1/8波長或更短以減少濾波器的尺寸諧振器可用矩形桿或圓桿，方腔圓桿的阻抗計算公式：

Z=(60/er^0.5)ln(1.0787b/a)er：相對介電常數(shù)b:方腔的邊長a:諧振桿的直徑

通常b/a約為3以實現(xiàn)Q值最優(yōu)諧振器間的耦合是由平行耦合線間的邊緣場得到77基本概念1.窄帶濾波器的相對帶寬：BW=(f2-f1)/f0f1，f2分別是通帶的起止頻率f0是通帶中心頻率窄帶濾波器的相對帶寬一般在20%以下2.幾個概念的辨析：dB，dBm，dBc

基本概念1.窄帶濾波器的相對帶寬：BW=(f2-f1)/f78

概念辨析dB是一個表征相對值的值，當考慮甲的功率相比于乙功率大或小多少個dB時，按下面計算公式：10lg（甲功率/乙功率）

[例]甲功率比乙功率大一倍，那么10lg（甲功率/乙功率）=10lg2=3dB。也就是說，甲的功率比乙的功率大3dB。

概念辨析dB是一個表征相對值的值，當考慮甲的功率相比于乙79dBm是一個考征功率絕對值的值，計算公式為：10lgP（功率值/1mw）。

[例1]如果發(fā)射功率P為1mw，折算為dBm后為0dBm。

[例2]對于40W的功率，按dBm單位進行折算后的值應為：

10lg（40W/1mw)=10lg（40000）=10lg4+10lg10+10lg1000=46dBm。

dBm是一個考征功率絕對值的值，計算公式為：10lgP（功率80dBc也是一個表示功率相對值的單位，與dB的計算方法完全一樣。一般來說，dBc是相對于載波（Carrier）功率而言，在許多情況下，用來度量與載波功率的相對值，如用來度量干擾（如互調干擾、交調干擾等）以及耦合、雜散等的相對量值。如通帶插損為1dB,帶外隔離為91dB,則隔離度為90dBc.dBc也是一個表示功率相對值的單位，與dB的計算方法完全一樣81MeasuringS-Parameters

S11=ReflectedIncident=b1a1a2=0S21=TransmittedIncident=b2a1a2=0S22=ReflectedIncident=b2a2a1=0S12=TransmittedIncident=b1a2a1=0IncidentTransmittedS21S11Reflectedb1a1b2Z0Loada2=0DUTForwardIncidentTransmittedS12S22Reflectedb2a2ba1=0DUTZ0LoadReverse12005-3-27AllrizonCommunicationCorpMeasuringS-ParametersS11=Ref82S-ParameterswithCommonMeasurementTermsS11=forwardreflectioncoefficient(inputmatch)S22=reversereflectioncoefficient(outputmatch)S21=forwardtransmissioncoefficient(gainorloss)S12=reversetransmissioncoefficient(isolation)Remember,S-parametersareinherentlycomplex,linearquantities--however,weoftenexpresstheminalog-magnitudeformat2005-3-27AllrizonCommunicationCorpS-ParameterswithCommonMeasu83LightwaveAnalogytoRFEnergy

RFIncidentReflectedTransmitted

LightwaveDUT2005-3-27AllrizonCommunicationCorpLightwaveAnalogytoRFEnergy84High-FrequencyDeviceCharacterizationTransmittedIncidentTRANSMISSIONGain/LossS-ParametersS21,S12GroupDelayTransmissionCoefficientInsertionPhaseReflectedIncidentREFLECTIONSWRS-ParametersS11,S22ReflectionCoefficientImpedance,AdmittanceR+jX,G+jBReturnLoss

G,rT,tIncidentReflectedTransmittedRBAAR=BR=2005-3-27AllrizonCommunicationCorpHigh-FrequencyDeviceCharacte85TransmissionLineTerminatedwithZo

Forreflection,atransmissionlineterminatedinZobehaveslikeaninfinitelylongtransmissionlineZs=ZoZoVrefl=0!(alltheincidentpower isabsorbedintheload)VincZo=characteristicimpedance oftransmissionline2005-3-27AllrizonCommunicationCorpTransmissionLineTerminatedw86TransmissionLineTerminatedwithShort,Open

Zs=ZoVreflVincForreflection,atransmissionlineterminatedinashortoropenreflectsallpowerbacktosourceIn-phase(0o)foropen,out-of-phase(180o)forshort2005-3-27AllrizonCommunicationCorpTransmissionLineTerminatedw87ReflectionParameters￥

dBNoreflection(ZL=Zo)rRLVSWR01Fullreflection(ZL=open,short)0dB1￥=ZL-ZOZL+OZReflectionCoefficient=VreflectedVincident=rFG=rGReturnloss=-20log(r),VoltageStandingWaveRatioVSWR=EmaxEmin=1+r1-rEmaxEmin2005-3-27AllrizonCommunicationCorpReflectionParameters￥dBNore88TransmissionParametersVTransmittedVIncidentTransmissionCoefficient=T=VTransmittedVIncident=tDfDUTGain(dB)=20LogVTransVInc=20logtInsertionLoss(dB)=-20LogVTransVInc=-20logt2005-3-27AllrizonCommunicationCorpTransmissionParametersVTransm89GroupDelayinradiansinradians/secindegreesfinHertz(w=2pf)fwfGroupDelay(t)g=-dfdw=-1360odfdf*FrequencyGroupdelayrippleAveragedelaytotgPhasefDfFrequencyDwwgroup-delayrippleindicatesphasedistortionaveragedelayindicateselectricallengthofDUTapertureofmeasurementisveryimportant2005-3-27AllrizonCommunicationCorpGroupDelayinradiansinradian90標準史密斯圓圖(SmithChart)ABC阻抗圓圖: 1.短路點A(-1,0) 2.開路點C(1,0) 3.匹配點B(0,0)導納圓圖: 1.短路點C(-1,0) 2.開路點A(1,0) 3.匹配點B(0,0)傳向波源的波長傳向負載的波長2005-3-27AllrizonCommunicationCorp標準史密斯圓圖(SmithChart)ABC阻抗圓圖:導納91

92腔體濾波器設計解析課件93腔體濾波器設計解析課件94Q值分析與測試Q值分析示意圖諧振回路ZLQ值是表示諧振回路平均儲能和損耗大小的量度儲能大損耗小意味著Q值高Q值分析與測試Q值分析示意圖諧振回路ZLQ值是表示諧振95為什么我們用鋁腔和銅管并且腔體要鍍銀呢？這對產品的Q值有什么影響呢？

世界上導電性能最好的三種金屬銀，銅，鋁世界上導電性能最好的三種金屬96Q值同單腔的體積和表面積有關體積越大則單腔儲存的電磁能越大，表面積越小則單腔的損耗就越小，Q值就越大，反之Q越小。Q值對設計的啟發(fā)：諧振銅管之間的耦合窗口盡量開大，這樣單腔的表面積會減少，單腔體積也會無形中有所增加

Q值同單腔的體積和表面積有關97

Q值分析

(1/QL)=(1/Qu)+(1/Qe)QL:有載Q值（實際測試的值）

Qu:無載Q值（最終需要的值，這是腔體的固有性質）

Qe:外部Q值（實際存在的外部耦合產生的值）腔體濾波器設計解析課件98我們實際測試單諧振腔的Q值1.除了要測試的諧振頻率之外，不能有其他頻率成分2.測試時儀器頻寬設置不要過大3.外部耦合不能過大或過小，否則測不出真實的Q值那么外部耦合多少才行呢？我們實際測試單諧振腔的Q值那么外部耦合多少才行呢？99

當Qe=Qu時，Qu=2QL

QL=f0/△f3dB

Qu=2f0/△f3dB

腔體濾波器設計解析課件100

用史密斯圓圖幫助分析ABC

當看到諧振器的曲線恰好過大圓圓心時，則諧振器在過圓心的頻率點上阻抗匹配；如曲線包含大圓圓心則外部耦合過大；如不包含則外部耦合過小2005-3-27AllrizonCommunicationCorp用史密斯圓圖幫助分析ABC當看到諧振器的曲線恰好過101Q值測試曲線一Q值測試曲線一102Q值測試曲線二Q值測試曲線二103

交叉耦合的功能和使用如果濾波器有N個諧振器，則可以最多產生N－2個傳輸零點。傳輸零點（transmission

zeros）就是陷波點，可以認為是響應曲線S21上的零點。它可以在濾波器通帶的單邊或雙邊產生傳輸零點，以提高帶外抑制。利用傳輸零點可以使低階數(shù)濾波器獲得與高階數(shù)濾波器同樣好的特性。

交叉耦合的功能和使用如果濾波器有N個諧振器，則104較常用的交叉耦合形式

容性耦合

感性耦合

在非主通道上的附加耦合較常用的交叉耦合形式105容性交叉耦合的基本形式一容性交叉耦合的基本形式一106容性交叉耦合的基本形式二容性交叉耦合的基本形式二107容性交叉耦合的基本形式三容性交叉耦合的基本形式三108容性交叉耦合形式可以以此類推容性交叉耦合形式可以以此類推109容性交叉耦合的工藝形式容性交叉耦合的工藝形式110感性交叉耦合的基本形式一感性交叉耦合的基本形式一111感性交叉耦合的基本形式二感性交叉耦合的基本形式二112感性交叉耦合形式可以以此類推感性交叉耦合形式可以以此類推113感性交叉耦合的工藝形式感性交叉耦合的工藝形式114

設計實例InsertionLoss,Port3toPort1:0