宽边藕合多层介质带通滤波器的设计
耦合谐振器带通滤波器的设计方法
耦合谐振器带通滤波器的设计方法电容耦合谐振时滤波器的一般形式如图所示。
n 阶滤波器需要n 个并联谐振电路并包含n 各节点。
后面的表中列出了全极点滤波器的q 参数和k 参数。
利用这些参数可以得到图中所示形式的滤波器元件值。
对于每一个网络,q 1和q N 对应于第一个和最后一个谐振电路。
参数以k 12、k 23等表示,他们与图中所示的耦合电容相关联。
设计步骤如下:1 计算所需要的滤波器通带Q 值(Q B )dBB BW f Q 30=(1)其中 f 0 为滤波器的中心频率BW 3dB 为滤波器的3dB 带宽2 从所选滤波器类型和阶数n 所对应的表中确定q 和k 。
对这些参数去归一化:11q Q Q B ×= (2) n B n q Q Q ×= (3) Bxy xy Q k K =(4)3 选择合适的电感L 后,信号内组和负载电阻刻有下列公式求出: 10LQ R S ω= (5) n L LQ R 0ω= (6)4 总的节点电容由下式确定: LC j 201ω=(7)于是,可由下式算出耦合电容:j xy xy C K C = (8)5 连接到每个节点的总电容应等于C j ,因此,并联谐振电路的并联电容等于总的节点电容减去连接该节点的耦合电容。
例如;121C C C j −= (9) 23122C C C C j −−= (10) 78677C C C C j −−= (11)将相邻节点短路到地,使连接与该节点的耦合电容能与调谐电路并联,从而使每个节点均可以调谐到f 0。
用这种方法计算出的滤波器在一般情况下它的输入、输出阻抗与其选择的滤波器类型和初始确定的电感值有关。
而在实际应用中我们希望滤波器的输入、输出阻抗能满足50Ω射频电路的需求。
在这种情况下,我们有两种方法可以解决上述问题。
第一种方法,改变谐振器的电感值使其接近我们所需要的输入输出阻抗值。
但这种方法存在着不可避免的缺陷。
带通滤波器的设计步骤
带通滤波器设计流程滤波器是具有频率选择性的双端口器件。
由于谐振器的频率选择性,所以规定的频率信号能够通过器件,而规定频率信号以外的能量被反射,从而实现频率选择的功能。
滤波器从物理结构上,就是由一些不同的单个谐振器按相应的耦合系数组合而成,最后达到规定频率的信号从输出端通过的目的。
1. 滤波器技术指标1.1工作频率范围: 1060MHz±100MHz 1.2插入损耗: 0.5dB max 1.3驻波比: 1.2 max1.4带外抑制: >20dB@f0±200MHz>35dB@f0±300MHz >60dB@f0±500MHz1.5寄生通带: f >3500MHz 以上,对衰减不作要求1.6工作温度: -55°Cto+85°C 1.7最大输入脉冲功率:400W ; 最大输入平均功率:20W2.滤波器设计原理图1 滤波器原理图3.滤波器结构选择 3.1物理结构选择根据以上技术指标选择腔体交指型带通滤波器,主要的原因是因为它有着良好的带通滤波特性,而且它结构紧凑、结实;且容易制造;谐振杆端口2的长度近似约为λ/4(波长),故第二通带在3倍fo上,其间不会有寄生响应。
它用较粗谐振杆作自行支撑而不用介质,谐振杆做成圆杆,还可用集总电容加载的方法来减小体积和增加电场强度,而且它适用于各种带宽和各种精度的设计。
3.2电路结构的选择根据以上技术指标选择交指点接触形式,主要的原因是它的谐振杆的,载TE一端是开路,一端是短路(即和接地板接连在一起),长约λ/40M(电磁波)模,杆1到杆n都用作谐振器,同时杆1和杆n也起着阻抗变换作用。
4.电路仿真设计如图2模型选择。
采用An soft公司的Serenade设计,根据具体的技术指标、体积要求和功率容量的考虑,此滤波器采用腔体交指滤波器类型,使用切比雪夫原型来设计,用圆杆结构的物理方式来实现。
图2模型选择如图3滤波器综合指标选择。
《2024年耦合带通滤波器的仿真与设计》范文
《耦合带通滤波器的仿真与设计》篇一一、引言随着通信技术的不断发展,信号处理技术也日益成为研究的热点。
在信号处理中,滤波器是一种重要的器件,用于从混合信号中提取所需信号。
其中,带通滤波器是一种能够通过特定频率范围内的信号并抑制其他频率信号的滤波器。
耦合带通滤波器则是带通滤波器中的一种,其通过电感或电容等元件将不同频率的信号进行耦合和滤波。
本文旨在探讨耦合带通滤波器的仿真与设计,以期为相关领域的研究提供一定的参考。
二、耦合带通滤波器的基本原理耦合带通滤波器主要由电感、电容等元件组成,通过这些元件的耦合作用,实现对特定频率范围内信号的滤波。
其基本原理是利用电感、电容等元件的频率特性,使不同频率的信号在传输过程中产生不同的相移和衰减,从而实现滤波。
三、耦合带通滤波器的设计1. 设计目标与参数设定在耦合带通滤波器的设计中,首先需要明确设计目标,如所需通过的频率范围、滤波器的插损、回波损耗等指标。
然后根据这些指标进行参数设定,如电感、电容的值等。
2. 元件选择与电路拓扑在选择元件时,需要考虑元件的频率特性、精度、稳定性等因素。
常用的电感元件有空气电感、磁芯电感等;常用的电容元件有陶瓷电容、电解电容等。
根据设计需求和元件特性,选择合适的电路拓扑,如T型、π型等。
3. 仿真与分析利用仿真软件对电路进行仿真,观察电路的频率响应、插损、回波损耗等指标是否满足设计要求。
通过对仿真结果的分析,不断调整电路参数,以达到最佳性能。
四、耦合带通滤波器的仿真仿真是一种重要的手段,可以帮助我们更好地理解电路的性能和优化电路设计。
在仿真过程中,我们可以观察电路的频率响应、插损、回波损耗等指标的变化,从而了解电路的性能特点。
对于耦合带通滤波器,我们可以通过改变电感、电容等元件的参数来调整其性能。
在仿真过程中,我们可以使用各种工具来帮助我们更好地分析和优化电路设计。
五、实验与结果分析在完成电路设计后,我们需要进行实验验证。
通过实验测试电路的频率响应、插损、回波损耗等指标,将实验结果与仿真结果进行对比,以验证设计的正确性和可行性。
《2024年耦合带通滤波器的仿真与设计》范文
《耦合带通滤波器的仿真与设计》篇一一、引言随着通信技术的不断发展,信号的频率范围日益增加,同时对于信号的质量要求也变得越来越高。
滤波器是信号处理过程中的关键器件之一,具有在指定频带内过滤杂散信号、降低噪声干扰的作用。
而带通滤波器,特别在通信系统中的应用尤其广泛,因其能仅在某一特定的频段范围内通过信号,起到阻隔或滤除高频与低频信号的作用。
本文将详细介绍耦合带通滤波器的仿真与设计过程。
二、耦合带通滤波器的基本原理耦合带通滤波器是一种特殊的带通滤波器,其工作原理主要基于电路中的耦合效应和滤波器的频率选择特性。
该滤波器通过特定的电路结构,如谐振电路、耦合电容等,实现对于特定频率范围内的信号的传输和对于其他频率的信号的抑制。
三、设计步骤1. 确定设计指标:首先需要明确滤波器的设计指标,如中心频率、带宽、插入损耗、回波损耗等。
这些指标将直接决定滤波器的性能。
2. 选择拓扑结构:根据设计指标,选择适合的滤波器拓扑结构。
对于耦合带通滤波器,常见的拓扑结构包括梳状线型、枝节线型等。
3. 确定元件参数:根据所选的拓扑结构和设计指标,确定滤波器中各个元件的参数,如电容、电感等。
4. 仿真验证:利用仿真软件对设计的滤波器进行仿真验证。
通过调整元件参数,优化滤波器的性能。
5. 制作与测试:根据仿真结果,制作实际的滤波器并进行测试。
通过测试结果与仿真结果的对比,验证设计的正确性。
四、仿真设计本文以枝节线型耦合带通滤波器为例,详细介绍仿真设计过程。
1. 拓扑结构选择:选择枝节线型拓扑结构作为本次设计的滤波器结构。
2. 确定元件参数:根据设计指标和拓扑结构,确定滤波器中各个元件的参数。
如采用不同长度的传输线来实现枝节线的功能,调整各段传输线的长度以获得期望的频响特性。
同时确定谐振器的尺寸、数量及电容、电感的值等关键参数。
3. 仿真验证:将设计好的元件参数输入到仿真软件中,进行仿真验证。
通过调整元件参数和优化电路结构,使滤波器的性能达到设计指标要求。
带通滤波器的设计和优化
带通滤波器的设计和优化在电子领域中,滤波器是一种重要的电路组件,用于去除信号中的杂波和噪声,同时保留感兴趣的频率成分。
其中,带通滤波器是一种常见的滤波器类型,可以通过选择性地通过一定范围内的频率信号。
本文将介绍带通滤波器的设计和优化技巧。
一、带通滤波器的基本原理带通滤波器通常由低通滤波器和高通滤波器级联而成。
低通滤波器将低于某个截止频率的信号通过,而高通滤波器则将高于某个截止频率的信号通过。
两者的级联形成了带通滤波器,只有位于截止频率范围内的信号能够通过。
二、带通滤波器的设计步骤1. 确定设计需求:根据实际应用的要求,确定带通滤波器的通带范围、截止频率、通带波纹和阻带衰减等指标。
2. 选择滤波器类型:根据设计需求选择合适的滤波器类型,常见的有巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器和椭圆滤波器等。
3. 计算滤波器阶数:滤波器的阶数决定了其频率响应的陡峭程度,阶数越高,衰减越大。
根据设计需求和滤波器类型,计算出合适的阶数。
4. 计算滤波器元件数值:根据滤波器的阶数和类型,利用标准滤波器元件数值表,计算出所需的电感和电容数值。
5. 组装滤波器电路:按照计算得到的元件数值,组装滤波器电路。
6. 进行仿真和测试:使用电子设计自动化软件进行滤波器的仿真分析,验证设计的性能指标是否满足要求。
之后,进行实际的电路测试,进一步优化和调整。
三、带通滤波器的优化技巧1. 阻带衰减的优化:提高阻带的衰减能力,可以更好地抑制不需要的频率成分,增强滤波器的性能。
2. 降低通带波纹:通带波纹会引入额外的误差,可以通过增加滤波器的阶数或采用更复杂的滤波器结构来减小通带波纹的幅度。
3. 减小滤波器的尺寸和功耗:在实际应用中,滤波器的尺寸和功耗也是需要考虑的因素。
通过优化电路结构和选择合适的元件,可以在不影响性能的前提下减小滤波器的尺寸和功耗。
4. 噪声抑制的优化:在信号处理中,对噪声的抑制能力也是重要的指标。
通过对滤波器元件的选择和电路布局的优化,可以提高滤波器对噪声的抑制能力。
赵强微波笔记·如何设计一个带通滤波器
赵强微波笔记·如何设计一个带通滤波器写下这个题目时顿觉胸中有千言,下笔已忘言。
从哪里写起呢,带通滤波器是一个太宽泛的概念了,窄带的宽带的,LC/微带/同轴/波导/介质的。
各种花样的谐振器,各种花样的耦合结构。
但不管如何变化,有两个概念始终无法避开;谐振和耦合,各种设计方法也都是为了如何准确的确定谐振频率和谐振器间的耦合量。
各种技术进步也都是为了找到更小,Q值更高的谐振结构。
同时自己为什么这么喜欢滤波器,滤波器是微波的一个基础器件,在前人的论文中已经证明了任何宽带匹配网络都是滤波器结构,自己对微波的感觉也从这个器件中获益良多。
· 一个波导同轴转换是一个滤波器结构· 一个极化转换器是一个滤波器结构· 一个OMT是一个滤波器结构· 一个功分器也可以是一个滤波器结构· 甚至一个天线也是一个滤波器结构(实现了50欧和自由空间阻抗的匹配)· 你也可以把滤波器和衰减器结合起来设计一个均衡器当通过大量的实践,有了大量不同结构的谐振结构和耦合结构的概念,我们在微波有源产品设计中你可以感觉到信号可能会从那些地方窜来窜去,你可以让你的链路更加干净有序。
未来一段时间计划总结一下有价值的滤波器设计理念,今天用一个5阶1805MHz~1880MHz的同轴梳线滤波器的例子来说明如何设计一个简单的带通滤波器。
1.带通滤波器的设计步骤一个带通滤波器应该遵循以下设计步骤:1.1)指标分析,方案初步规划:多少级谐振,多大的Q值合适,什么样的结构形式。
这些可以通过couple-fil进行,结构形式能达到的功率容量/温度特性/Q值等物理特性需根据经验判断。
一般情况下Q 值为:· 微带/LC:一个量级约为50~200左右· 悬置带线/螺旋滤波器/TEM介质:约为200~ 800量级· 同轴梳线:800~2000量级· 波导:6000左右· TE01介质:1000~ 20000左右1.2)结构规划:结构规划是产品设计很重要的一步,通过结构规划你可以确定谐振器如何排布,用什么样子的耦合方式合适,为后续设计指明方向。
《2024年耦合带通滤波器的仿真与设计》范文
《耦合带通滤波器的仿真与设计》篇一一、引言在现代电子通信系统中,滤波器作为信号处理的关键元件,其性能的优劣直接关系到系统的性能和可靠性。
其中,带通滤波器能够在一定的频率范围内实现信号的传递,同时在其他频率上阻止信号的通过。
在诸多类型的带通滤波器中,耦合带通滤波器因其在耦合路径上的特殊设计,具有优异的频率选择性和带外抑制能力。
本文将详细介绍耦合带通滤波器的仿真与设计过程。
二、耦合带通滤波器的基本原理耦合带通滤波器主要由电感、电容等元件构成,通过合理的电路布局和元件参数设计,实现特定频率范围内的信号传递。
其基本原理是利用电感、电容等元件的频率特性,对不同频率的信号进行阻隔或传递。
在耦合带通滤波器中,通过合理的耦合设计,使得信号在特定频率范围内得以传递,而在其他频率上被抑制。
三、耦合带通滤波器的设计1. 设计指标确定在设计耦合带通滤波器时,首先需要根据实际需求确定设计指标,如中心频率、带宽、插入损耗、回波损耗等。
这些指标将直接影响到滤波器的性能和成本。
2. 元件参数计算根据设计指标,计算所需的电感、电容等元件参数。
这一过程需要运用电磁场理论、电路理论等相关知识,结合仿真软件进行优化。
3. 电路布局设计在确定了元件参数后,需要进行电路布局设计。
这一过程需要考虑元件之间的耦合、布局的合理性、电路的稳定性等因素。
在布局设计中,需要运用电磁仿真软件进行仿真验证,以确保设计的可行性和性能。
四、耦合带通滤波器的仿真仿真是耦合带通滤波器设计的重要环节。
通过仿真,可以验证设计的可行性和性能,为后续的实物制作提供依据。
在仿真过程中,需要运用电磁仿真软件,建立滤波器的电路模型,输入设计指标和元件参数,进行仿真分析。
通过仿真结果,可以观察到滤波器的频率响应、插入损耗、回波损耗等性能指标,为后续的优化提供依据。
五、实物制作与测试在完成仿真后,需要根据仿真结果进行实物制作。
在制作过程中,需要严格按照设计图纸进行制作,确保元件的精度和布局的合理性。
【CN209747695U】一种具有陷波特性的多层宽边耦合结构宽带滤波器【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920545268.1(22)申请日 2019.04.22(73)专利权人 天津职业技术师范大学(中国职业培训指导教师进修中心)地址 300222 天津市津南区大沽南路1310号天津职业技术师范大学电子工程学院通信工程系(72)发明人 姬五胜 姬晓春 张志悦 (51)Int.Cl.H01P 1/203(2006.01)(54)实用新型名称一种具有陷波特性的多层宽边耦合结构宽带滤波器(57)摘要本实用新型设计了一种具有陷波特性的多层宽边耦合结构宽带滤波器。
电路采取两层电介质,三层金属层的设计,由三个结构相同的谐振器构成。
每个谐振器由敷在上、下层电介质面上的弯曲T型微带贴片和中间层的圆形耦合槽构成。
其中,弯曲T型的圆心与耦合槽的圆心处在同一垂直方向;弯曲T型微带贴片由一个较大的半圆两侧除去两个小半圆后,再与一段微带线相连构成。
当三个谐振器级联后,调整三个谐振器之间的距离使中间层圆形耦合槽及上、下层介质表面上两个弯曲T型微带贴片部分重叠,此时上、下层的金属边界与中间层的耦合槽共同形成宽边耦合结构;上、下层面上弯曲T型重叠的部分相当于一个阻带电路,从而产生陷波。
权利要求书1页 说明书3页 附图3页CN 209747695 U 2019.12.06C N 209747695U权 利 要 求 书1/1页CN 209747695 U1.一种具有陷波特性的多层宽边耦合结构宽带滤波器,其特征在于,电路由两层电介质和三层金属层构成,三层金属层包括上层金属层(1)、中间层金属层(2)和下层金属层(3),其中,上层金属层和下层金属层均包含弯曲T型微带贴片;所述的两层电介质包括上层电介质(4)和下层电介质(5),且厚度相等;所述的上层金属层包含输入端微带线(101)、上层第一个弯曲T型微带贴片(102)、上层第二个弯曲T型微带贴片(103)和上层第三个弯曲T型微带贴片(104),其中,上层第一个弯曲T型微带贴片(102)和上层第二个弯曲T型微带贴片(103)背对背部分重叠;所述的中间层金属层包括中间层第一个圆形耦合槽(201)、中间层第二个圆形耦合槽(202)和中间层第三个圆形耦合槽(203),且耦合槽相邻之间部分重叠;所述的下层金属层包含输出端微带线(301),下层第一个弯曲T型微带贴片(302)、下层第二个弯曲T型微带贴片(303)和下层第三个弯曲T型微带贴片(304),其中,下层第一个弯曲T型微带贴片(302)和下层第二个弯曲T型微带贴片(303)背对背部分重叠;所述上层、下层金属层中包含的所有弯曲T型微带贴片结构是由一个直径相对较大的大半圆金属贴片两侧除去两个小半圆后形成两个凹槽,再与微带相连而成。
多层介质结构带通滤波器研究
随着现代无线通信系统的发展,射频电路设计小型化、集成化、高性能及低成本要求越来越迫切。
为了适应这种发展趋势,微波滤波器作为射频电路重要的组成部分,与其相关的技术研究同样有飞速的发展。
利用多层介质结构技术实现集总参数元件的滤波器,方便了层与层之间电感电容实现耦合,并且引入交叉耦合产生传输零点,可在减小体积的情况下不影响滤波器的通带性能同时提高阻带的衰减陡峭度。
本文主要以集总参数模型为电路原型,设计了两款带通滤波器,并利用电磁仿真软件HFSS进行三维建模和深入研究,本文主要包括以下内容:第一,采用多层介质结构设计一种在低阻带具有两个传输零点的二阶耦合带通滤波器,通过在输入输出端口引入交叉耦合,使低阻带形成两个传输零点,明显改善了低阻带的传输特性,并对通带的插入损耗几乎无影响;第二,利用多层介质结构设计具有三个传输零点的二阶耦合带通滤波器,同样在输入输出端引入交叉耦合及接地电感,使低阻带产生一个传输零点和高阻带产生两个传输零点;第三,在上述工作的基础上,深入研究引入交叉耦合、谐振器电感电容大小及谐振器间耦合电感电容大小对滤波器传输性能的影响。
本文通过对已有多层介质的微波滤波器结构的分析,对如何引入交叉耦合形成传输零点和缩小滤波器体积进行了深入研究,为滤波器的设计研究提供了一定的基础。
关键字:多层介质结构带通滤波器传输零点With the development of modern wireless communication systems, the miniaturization and integration of RF circuit is required to be considered as long as the high performance with low cost. In order to adapt to the trend of this progress, the microwave filter which is the most important part of the RF circuit together with the research of related technology has a rapid development. With the multi-layer dielectric structure technology the coupling of inductance and capacitance between layers realizes conveniently, and with the transmission zero generated by the cross coupling the filter’s size can be decreased and the attenuation steep degrees of stop band can be improved in the case of the bandpass performance of filter isn’t affected, in the progress of filters’ realizing.This thesis mainly designs two kinds of bandpass filter use the lumped parameter model as the prototype circuit. Then, the electromagnetism simulation software HFSS is used to model the filters in three dimensional and delve into theirs parameters. The major work of this paper includes the following aspects:Firstly, a kind of second-order coupled bandpass filter with two transmission zeros at the low stop band is designed with multi-layer dielectric structure. The two transmission zeros at the low stop band are produced by importing cross coupling at input and output port. That obviously improves transmission characteristics of low stop band and has almost no effect on insertion loss.Secondly, the second-order coupled bandpass filter with three transmission zeros is designed with multi-layer dielectric structure. For importing cross coupling and grounded inductance at the input and output port, there are one transmission zero at low stop band and two transmission zeros at high stop band.Thirdly, based on the work mentioned above, the impact on the transmission performance of filter caused by the importing of cross coupling, changing inductance or capacitance size of resonator and coupling inductance or coupling capacitance size between resonators.The paper lucubrates on how to produce transmission zero by import cross coupling and reduce the size of filter. The result of this paper provides certain foundation to the research of designing filter.Key words: multi-layer dielectric structure, bandpass filter, transmission zero目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2多层介质结构微波滤波器的发展 (2)1.3 多层介质结构L TCC技术介绍 (3)1.4论文内容安排 (3)第二章滤波器设计理论 (5)2.1 滤波器设计理论 (5)2.1.1滤波器低通原型结构 (5)2.1.2带通滤波器原型设计理论 (7)2.1.3耦合谐振带通滤波器 (8)2.2谐振器品质因素讨论 (11)2.2.1并联谐振器品质因素 (11)2.2.2串联谐振器品质因素 (12)2.3 滤波器阻带中传输零点的设计 (14)2.4本章小结 (15)第三章多层介质结构低通滤波器设计研究 (16)3.1 多层介质结构电感电容设计 (16)3.1.1 多层介质结构电感设计 (16)3.1.2 多层介质结构电容设计 (19)3.2 滤波器物理布局设计及电磁仿真 (22)3.2.1 滤波器电路结构的实现 (22)3.2.2滤波器三维模型仿真结果 (23)3.3 本章小结 (25)第四章两个传输零点多层介质结构带通滤波器设计 (26)4.1非对称零点带通滤波器电路设计 (26)4.1.1带通滤波器电路理论分析 (26)4.1.2带通滤波器的ADS电路仿真 (28)4.2 滤波器的电磁仿真结构及分析 (30)4.2.1缝隙电容耦合结构 (30)4.2.2滤波器三维结构电磁仿真 (32)4.2.3电容耦合结构对滤波器的影响 (35)4.3 本章小结 (37)第五章三个传输零点多层介质结构带通滤波器设计 (38)5.1带通滤波器电路设计 (38)5.1.1带通滤波器电路理论分析 (38)5.1.2带通滤波器电路仿真设计 (40)5.2 滤波器电磁仿真 (42)5.2.1滤波器并联谐振结构的仿真 (42)5.2.2滤波器三维模型电磁仿真结果 (44)5.3 滤波器性能分析 (47)5.3.1谐振电路中电容电感相对大小对滤波器性能影响 (47)5.3.2引入的交叉耦合量大小对滤波器性能影响 (49)5.3.3级联电感L3大小对滤波器性能影响 (49)5.4本章小结 (50)第六章总结与展望 (52)6.1总结 (52)6.2展望 (53)致谢 (54)参考文献 (55)第一章绪论1.1研究背景由于现代移动通信系统技术的快速发展,人们日常生活相互通信中必不可少的无线技术得到了广泛应用,进而无线产品市场持续增大,无线产品(如手机)逐渐成为我们生活中的主流使用工具,无源器件作为射频前端不可或缺的部分,其在无线产品中的使用量也日益增长。
三线平行耦合线宽带带通滤波器的设计
三线平行耦合线宽带带通滤波器的设计一、简介在现代通信系统中,滤波器是一种非常重要的电子设备,它可以帮助我们过滤掉不需要的信号,从而提高通信质量。
而三线平行耦合线宽带带通滤波器是一种常见的滤波器类型,它具有宽带特性和良好的通频特性,被广泛应用于各种通信系统中。
在本文中,我们将深入探讨三线平行耦合线宽带带通滤波器的设计原理、特性及相关内容。
二、设计原理三线平行耦合线宽带带通滤波器是由三根平行的传输线构成的,并通过对这三根传输线进行合适的设计和耦合,可以实现对特定频率范围内信号的带通滤波。
在设计过程中,需要考虑传输线的长度、宽度、间距等参数,以及三根传输线之间的耦合方式和大小。
通过合理调整这些参数,可以实现对特定频率范围内信号的传输和过滤,从而实现滤波器的设计目的。
三、特性分析三线平行耦合线宽带带通滤波器具有以下特性:1. 宽带特性:由于设计方式和结构特点,该类型滤波器具有较宽的通频带宽度,可以覆盖较广的频率范围,适用于多种信号传输和滤波需求。
2. 高性能:在适当的设计条件下,三线平行耦合线宽带带通滤波器可以实现较高的传输性能和滤波效果,保证传输信号的质量和稳定性。
3. 调节灵活:通过调整传输线的参数和耦合方式,可以实现对滤波器的频率特性和带宽特性的调节,满足不同应用场景下的需求。
四、设计步骤1. 确定滤波器的工作频率范围和带宽要求2. 计算传输线的长度、宽度和间距等参数3. 选择合适的传输线材料和工艺4. 进行传输线的设计和布局5. 对传输线进行耦合调节和优化6. 进行滤波器的模拟和测试,调整参数以满足设计要求五、个人观点和理解作为一种重要的滤波器类型,三线平行耦合线宽带带通滤波器在现代通信系统中具有广泛的应用前景。
在设计过程中,需要充分理解滤波器的工作原理和特性,合理选择设计参数和工艺,以实现对特定频率范围内信号的传输和滤波。
由于不同应用场景下的需求差异,需要对滤波器的设计和调节具有一定的灵活性和可调节性。
三线平行耦合线宽带带通滤波器的设计
三线平行耦合线宽带带通滤波器的设计标题:三线平行耦合线宽带带通滤波器的设计——从理论到实践导语:三线平行耦合线宽带带通滤波器是一种常见且重要的电路设计,广泛应用于通信系统和无线电频谱处理中。
本文将从理论到实践,详细介绍三线平行耦合线宽带带通滤波器的设计原理、优点和应用。
1. 引言随着通信技术的快速发展,对频谱资源的有效利用和信号的高品质传输要求越来越高。
而带通滤波器作为一种重要的信号处理手段,起到了关键的作用。
在众多的带通滤波器中,三线平行耦合线宽带带通滤波器因其优越的性能而备受关注。
2. 三线平行耦合线宽带带通滤波器的原理三线平行耦合线宽带带通滤波器是利用电磁耦合的方式实现信号的频率选择性,通过合理设置耦合电容和电感的数值,使得滤波器具有较宽的带宽和良好的滤波特性。
其结构主要包括耦合线,微带线和神经元电容,并通过优化参数和布局设计,使得滤波器能够在频率范围内保持较低的插入损耗和较高的抑制带衰减。
3. 设计流程和关键要点在三线平行耦合线宽带带通滤波器的设计过程中,需要考虑一系列的关键要点,包括滤波器的中心频率、带宽、阻带抑制、通带插入损耗以及尺寸和布线等。
设计流程主要包括以下几个步骤:确定设计规格和要求、计算耦合电容和电感的数值、选择和优化滤波器的布线方式、进行仿真和性能评估、制作并测试样品。
4. 三线平行耦合线宽带带通滤波器的优点和应用与传统的LC滤波器相比,三线平行耦合线宽带带通滤波器具有许多优点,如高度集成、尺寸小、可重复性好、抗干扰性强等。
该滤波器在无线通信、卫星通信、射频前端和宽带通信等领域有广泛的应用。
5. 个人观点和理解作为一种重要的滤波器设计方式,三线平行耦合线宽带带通滤波器在实际应用中展现出了其独特的性能和优势。
在设计过程中,我认为关键要点的合理掌握和设计流程的严谨执行是确保滤波器性能良好的关键。
对于不同应用环境下的设计需求,应根据实际情况进行参数的调整和优化,以达到最佳的滤波效果。
带通滤波器的设计共31页文档
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事,无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实,会谈使人敏捷,写作使人精确。——培根
带通滤波器的设计
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律,就难以成功。
3、道德行为训练,不是通过语言影响 ,而是 让儿童 练习良 好道德 行为, 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体,养 成儿童 自觉的 纪律性 ,这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
微带耦合线带通滤波器的综合设计
微带耦合线带通滤波器的综合设计滤波器的功能是用来分隔频率,即通过需要的频率信号,抑制不需要的频率信号。
目前广泛采用原型滤波器设计法,所谓原型滤波器设计法就是以低通滤波器为原型,通过频率变换得到所需滤波器的电抗元件的值,然后再通过相应的器件将其实现。
该方法应用了综合设计,并且设计过程规范,再结合微波CAD 软件进行模拟,能克服理论分析精度低的缺点,并使设计周期缩短、设计成本降低。
下面首先简略介绍带通滤波器的理论分析并得出计算公式,然后以一个带通滤波器为例子介绍结合微波CAD 软件进行带通滤波器设计的整个过程。
一、低通滤波器原型:图1 低通滤波器原型电路一般用通带截止频率c ω和阻带截止频率s ω,及相对应的衰减p l 和s l 来描述低通滤波器的性能,p l 越小、s l 越大、c ω与s ω越接近,性能就越好。
L 、C 串、并联而成的梯形电路能够实现低通特性。
要进行综合设计,就需要求出工作衰减L 与电路各元件值的关系。
n 个L 、C 元件构成的低通网络,如图1,R0和Rn+1分别代表电源内阻和负载电阻,工作衰减L 为:()221221d c b a S L +++== (1.1)a ~ d 是低通网络a 矩阵的四个参数,给定n 的L 、C 低通网络的a 矩阵等于相应n 个L 、C 的a 矩阵相乘。
单独的串联L 、并联C 的a 矩阵分别为:1/10z l j ω 和110cz j ω (1.2) 计算表明,工作衰减L (dB )可以表达为1加上ω的2n 次的一个偶次多项式:()ωn P L 21+= (1.3)例如2=n 时,22102220212422124421ωω⎪⎭⎫ ⎝⎛-++⎪⎭⎫ ⎝⎛+=c l Z c Z l c l L (1.4)0=ω时,衰减为零,ω增加时,L 增大,因而有低通特性。
如果选取适当的函数()ωn P 做为滤波器的指标,则通过公式1.3可以求出各元件的值。
例如2=n 时设()22ωωa p =,则421ωaL +=,并假定c ωω=时,工作衰减dB L p 3=,可求得21c a ω=,即c L 241ω+=,与公式1.4比较可求出c Z l ω012=,c Z c ω022=。
基于耦合传输线的宽上通带窄带带阻滤波器设计_王占平
第42卷 第1期 电 子 科 技 大 学 学 报 V ol.42 No.12013年1月 Journalof University of Electronic Science and Technology of China Jan. 2013 基于耦合传输线的宽上通带窄带带阻滤波器设计王占平1,杨 博1,陈 华2,王亚非1,王林智3,孙 伟3(1. 电子科技大学光电信息学院 成都 610054;2. 领亚电子科技股份有限公司 广东 深圳 518108;3. 东莞岳丰电子科技有限公司 广东 东莞 523590)【摘要】微波系统中常常采用窄带带阻滤波器抑制高功率发射机的非线性谐波输出和带通滤波器的寄生通带,其设计难点主要是如何消除其中心频率f 0的三倍(3 f 0)频处的寄生阻带问题。
该文通过在平行耦合传输线滤波节开路端采用加载电容的方式,有效解决了基于平行耦合传输线的窄带带阻滤波器在上通带3f 0处具有寄生阻带的问题,展宽了该类带阻滤波器的上通带带宽,拓宽了其适用范围。
采用该方法,研制了一个中心频率在5.3 GHz 的窄带带阻滤波器,实测结果表明,该带阻滤波器具有良好的上通带带宽。
关 键 词 加载电容; 窄带带阻滤波器; 平行耦合传输线线; 寄生阻带; 上通带中图分类号 TN99 文献标志码 A doi:10.3969/j.issn.1001-0548.2013.01.008Design of a Narrow Band-Stop Filter with Wide Upper PassbandBased on Parallel-Coupled LineWANG Zhan-ping 1, YANG Bo 1, CHENG Hua 2, WANG Ya-fei 1, WANG Lin-zhi 3, and SUN Wei 3(1. School of Optoelectronic Information, University of Electronic Science and Technology of China Chengdu 610054;2. Linoya Wire&Cable Co., Ltd. Shenzhen Guangdong 518108;3. Dongguan YFC-BonEagle Electronic, LTD Dongguan Guangdong 523808)Abstract The narrow-band band-stop filters are often used in microwave systems to suppress the nonlinearharmonic output of high-power transmitters and the parasitic passband of band-pass filters. The difficulty of the design is to eliminate the parasitic stopband at three times the center frequency f 0. This paper effectively solved the problem of parasitic stopband at 3f 0 and largely extended the upper passband by means of loading a lumped capacity at the open end of the parallel-coupled line. According to this method, a narrow band-stop filter with a center frequency at 5.3 GHz has been presented. The test result shows that this filter has a good performance at upper passband.Key words loading capacities; narrow bandstop filter; parallel-coupled line; parasitic stopband; upper passband收稿日期: 2011 − 04 − 15;修回日期: 2012 − 05 − 23基金项目:国家自然科学基金(61001024)作者简介:王占平(1965 − ),男,博士,副教授,主要从事微波毫米波电路与系统、超高速光电探测器、RFID 天线方面的研究.微波带阻滤波器广泛应用于现代通信系统和雷达系统中,被用来抑制高功率发射机的杂散谐波、高功率功放的非线性谐波输出以及带通滤波器的寄生通带等。
一种耦合线带通滤波器的设计
一种耦合线带通滤波器的设计王名越;张卫国【摘要】In modern communication systems, filters are used more and more widely. In this paper, two simulation software co-simulation analysis to achieve a coupled line bandpass filter design. First , get even and odd mode impedance coupling line by theoretical formula , then the first simulation in ADS software. Taking into account the actual loss and environmental impact , the results obtained by the ADS as the initial parameter ,and re-optimize the design in HFSS software. Optimal design results show that the coupled line bandpass filter bandwidth within 1db loss is 1.57~2.17 GHz , and the return loss in the frequency range of less than-10dB,which meets the requirements of RF and microwave communication system.%在现代通信系统中,滤波器的使用越来越广泛.本文通过两种仿真软件的协同仿真分析,来实现一个耦合线带通滤波器的设计.首先通过理论计算公式得到耦合线的奇偶模阻抗,然后在ADS软件中进行初次仿真分析.考虑到实际损耗的以及环境的影响,由ADS得到的结果作为HFSS的初始参数再在HFSS 软件中进行优化设计.优化设计结果表明该耦合线带通滤波器在1 db损耗内的带宽为1.57~2.17 GHz,且在该频率范围内的回波损耗小于-10 dB,可以满足射频微波通信系统的要求.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2017(025)012【总页数】5页(P123-127)【关键词】耦合线;带通;滤波器;协同设计【作者】王名越;张卫国【作者单位】中国科学院微波遥感技术重点实验室北京 100190;中国科学院国家空间科学中心北京 100190;中国科学院大学北京 100190;中国科学院微波遥感技术重点实验室北京 100190;中国科学院国家空间科学中心北京 100190【正文语种】中文【中图分类】TN61随着现代通信系统的迅速发展,滤波器在微波毫米波无线系统中的作用越来越大,应用也越来越广泛[1-3]。
LTCC宽边耦合交指型超宽带滤波器设计
LTCC宽边耦合交指型超宽带滤波器设计惠力;唐高弟;李中云【期刊名称】《太赫兹科学与电子信息学报》【年(卷),期】2011(009)005【摘要】To achieve miniaturization of Ultra-Wideband(UWB) bandpass filters, a novel interdigital filter and its design method are proposed. The filter realizes large coupling coefficient using broadsidecoupled structure, and unnecessary cross coupling is reduced by widening the width of stripline resonator. It simplifies the design method of the filter. A six-pole interdigital bandpass filter is designed using the proposed structure, which is centered at fo GHz with a fractional bandwidth of 58%, and the size of the filter is 8 mm X 11 mm. The simulation results show that the filter keeps the advantages of the traditional interdigital filter with good stopband characteristics and spurious response.%提出用交指型结构实现超宽带(UWB)带通滤波器的小型化,并给出了设计方法.该结构通过宽边耦合实现超宽带滤波器需要的较大耦合系数,并通过加宽带状线谐振器的宽度减少不必要的交叉耦合,简化了滤波器的设计.最终设计了一个中心频率为f0,相对带宽为58%的六阶交指带通滤波器,滤波器尺寸仅为8 mm×11 mm.从仿真结果看,该滤波器保持了传统交指型滤波器阻带特性好,寄生通带远的优点.【总页数】4页(P582-585)【作者】惠力;唐高弟;李中云【作者单位】中国工程物理研究院电子工程研究所,四川绵阳621900;中国工程物理研究院电子工程研究所,四川绵阳621900;中国工程物理研究院电子工程研究所,四川绵阳621900【正文语种】中文【中图分类】TN713.5【相关文献】1.C波段LTCC宽边耦合叠层滤波器设计 [J], 程书博;赵祖军2.小型化交指型LTCC带通滤波器设计 [J], 乔冬春;戴永胜;;3.一种微带-槽线型宽边耦合结构超宽带滤波器设计 [J], 姬晓春; 姬五胜; 张志悦; 童荥贇; 戴薇4.一种微带-槽线型宽边耦合结构超宽带滤波器设计 [J], 姬晓春; 姬五胜; 张志悦; 童荥贇; 戴薇5.基于LTCC改进型超宽带带通滤波器设计 [J], 孙超;戴永胜因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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根据带通派彼器的性能指标得划其等效的低通原型泥彼器的阶数和 9 乡致 :据此得到
每个辊合单元的导纳倒置变换器的特性导纳: 然后推导每个拐合单元的N O R M A L 模参数,以 这个参数作为设计的理想指标。同时根据电 容值计算每个祸合区的初始物理尺寸、 然后采 用一定的电 磁场数值方法 ( 本文采用的是直线法)来提取该物理尺寸下的电容和电感矩 阵,据此矩阵可以得到每个祸合区的N O R M A L 模参数;以前面得到的理想N O R M A L 模参数作 为优化目 标,采用一定的优化算法来对物理尺寸进行优化迭代,最终得到满足要求的物理 尺寸。最后运用i 仿真软件进行验证,以提供比 较, 本文采用 M i c r o w a v e O f f i c e 2 0 0 0 进行 E M 仿真,设计流程框图如下所示:
4 : 6 微波枯犬 , 1 9 9 9 东南大学出 版社 1 9 9 3 东南大学出版社 《 直线法旁 5 : 洪伟 《 微波网络及其应用》 1 9 8 5 电子工业出版社 6 :梁联悼
7 4 3
阶滩波器 得到的物理尺寸如下所示, 本实例为一两层介质 5
祸合区号
侧 几 一名 户
s , , =e . 2 =4 8
_ 2 . 1 6 1
1 旦 旦
- 0 . 5 4
} 3
2 . 6 1 2 1 . 7 0 . 5 9 1 . 0 3 1 6 . 5 - 0 . 0 5
{
然后可以由此得到每个祸合线区的N O R M A L 模参数:
R , = 户 喊 , ( . ) = - R . ,
Z 1 : , = Z o , ( ) ( 1 + J } 扩 Z o j ( } ) Z 0 2 ( } ) + j . 2 Z O I ( . ) Z . c , )
1
J , , 二 Z 0 2 ( n 一 1 ) 4 Z , ( 二 ) Z o , ( . . , ) g . g - ,
△ : 带 宽 , 几: 输 入 线 特性 阻 抗 , Z o o : 输出 线 特 性 阻 抗 , J : 导 纳 倒 置 变换 器 特 性导 纳 ,
Z O , ( . ) , Z o 2 ( . ) : 第 。 个 祸 合 区 的 端 阻 抗 。
・7 4 2.
设计实例 本文采用上述方法设计了一个带通滤波器,具体指标如下所示:
中心频率:1 . 9 5 G H z 带宽: 6 0 M H z 带内 波纹: 典型值为一 1 . 2 d B 带内V S W R :典型值为 2 . 0 带内 插损: 典型值为 一 3 . 2 d B 带内阻抗: 5 0 欧姆 带外衰减: 1 . 8 G H z . , 2 . O 5 G H z 处 小于一 3 0 d B 气有
4 Z 0 2 Q ) Z 0 , ( 2 ) g , 个Z Z 0 2 , o ( , 1 )
冠吃. - ,
Z 0 ,
: = 4 U
( 编- q + Z o l ( ) + Z m ( 二 + 。 ) ) Z 2 0 ( . - , ) Z o u . ) Z o u . . , ) 9 - l g .
初始物理尺寸计算
每 个 藕 合 区 的 N O R M A L 模参数
每个祸合区的N O R M A L 模参数的计算
比较
优化,迭代
满足条件
Y十
输出最终物理尺寸
F M 仿寡 比钟
・7 41.
拓扑结构
由于是三维电路设计, 所以可以采用的结构形式有很多, 本文采用的是常见的
1 . 4 0 3 斗
_ - 1 0 6 . . 0 5 5
二h , =07 9 6 个藕合区段: 5 }
2 . 61 2 1 . 7 0 . 5 9 2 . 6 1 1 5 . 8 - 0 . 5 4
仿真、测试结果如图 3 所示:
{
刀
: 一 7
}
! {
八 T "
一 ‘沙
{ ’ ‘ . ’ r , 一
宽边藕合多层介质带通滤波器的设计
邹勇 朱晓维
( 东南大学 0 4 9 9 硕 2 1 0 0 9 6 ) 本文采用数值计算与电磁场仿真相结合的方法来设计宽边祸合多层介质带通滤波 摘要 并给出了一个设计实例。 器, 。
引言
通信技术的 快速发展,表现之一为硬件单元电 路的集成度越来越高。 射频带通滤波 器作为无线通信电路射频前端的关键单元,起作对发射或接收的射频信号进行变换和整形 的作用,其性能的优劣和尺寸的大小对整个前端电路的性能 和尺寸有着直接的影响。经典 的平面滤波器因为其设计,制作相对简单,所以 有着广泛的应用,但是在滤波器阶数较高 时,其平面尺寸往往很难降低。随着计算机的运算速度的快速提高,电磁场仿真软件的功 能的日 益强大, 使得在滤波器的设计中引入第三维 ( 垂直维) 成为可能,这样虽然设计的 复杂度增加,但是通过多层设计可以显著提高电 路的集成度, 而且结构形式更加丰富。同 时宽边直接祸合结构具有结构相对简单,调节方便的优点,所以本文采用此结构。
一种结构, 如下所示 :
图 1 具有三个祸合线区的 l a y o u t
n , 今
个 -
_
图2
- -一
__ E , ,
尽2
—
2 层介质的滤波器横截面图
设 计公式
由设计指标得到低通滤波器原型的 ‘ 9 ’ 参数,然后根据所选定的每个藕合线区的 端阻抗 〔 Z 0 1 , Z 0 2 )可以得到导纳倒置变换器的特性倒纳为:
Z . 1 1 = 2 Z o 0 t 1 〔 , 。 ) ( 卜 I - , J 。 } 了 j 牙 不 0 l 蕊 ( ) 耳 Z 0 2 石+ ( } ) J J 2 . Z O I ( J 0 2 ( 二 ) )
Z ,= - R , 凡Z . Z F z = - R } RZ , 尺, R R :电 压比 ,Z . . Z o 2 I Z . , . Z . 2 : 第n 个 辐 合 区 的 模 式阻 抗・
气
\ 交 之 、 、 、 、 勺 、一
l
Байду номын сангаас
可以从图3 看出, 仿真与测试的结果吻合得还可以 , 如果在设计中考虑非邻边祸合与 梯突变引 起的不连续性, 结果会精确一点, 但计算的复杂度可能增加很多。
图 3 总结
参考资料 D e s i g n M e t h o d o l o g y f o r M u l t i p l a y e r H O a n d K . C . G U P T A 1 : C H O O N S I KC - 7 8 0 3 - 4 6 0 3 - 6 / 9 7 I E E E W I T S C o u p l e d L i n e F i l t e r s 0 M i n i m a xM i c r o s t r i p F i l t e r E R O A C K I Y E BI 2 : J . W . H A N D L E R S. e t c_ E E E M T T S 1 9 9 3 I i e l d S i m u l a t i o n D e s i g n U s i n g D i r e c t E MF 1 9 8 2 人民邮电出版社 ‘ 微波元件原理与设计》 3 : 李嗣范