发夹滤波器设计

合集下载

一种小型化发夹型双频交叉耦合滤波器的设计

ｓｅｗｏｓｍｍｅｒｒｎｍｉｓｏｅｏｉｅｅｔｄｔｅｌｚｕａ— ｒｑｕｎｙｃｏｓｃｐｌｎａ－ｔｐｔｙｔｙｔａｓｓｉｎｚｒｓｓｌｃｅｏｒａｉｅｄｌｆｅｅｃｒｓｏｕｉｇｍ・ — ｔｉ．Ａａｒｑｕｎｙｂｎａｓｆｌｅｅａｉｇａｒｑｕｎｉｓｏ．３ＨＺａｄ５５ＧＨｚ，ｒｒｔｎｔｆｅｅｃｅｆ２５Ｇｎ．１
汪敏，王银，吴文
（京理工大学近程高速目标探测国防重点实验室，苏南京２０９）南江１０４
摘
要：结合交叉耦合滤波器综合技术及利用寄生通带实现双通带方法进行双频带通滤
波器的设计。将阶梯阻抗谐振器（Ｉ结构引入小型化发夹谐振器，用寄生通带灵活设计ＳＲ）利
小、能好，有很好的实用性。性具
关键词：交叉耦合；双频；带通滤波器中图分类号：ＴＭ９３文献标识码：Ａ
Ａｕｌ－ｒｑｕｎｙＣｒｓｕｌｎｌｅｓｇｉＤｏｂｅｆｅｅｃｏｓＣｏｐｉｇＦｉｔｒＤｅｉｎＵｓｎｇＣｏｐｃｉｐｉｓｎｔｒｍａｔＨａｒｎＲｅｏａｏｓ
ＡｂｔａｔＡｅｄｅｉａ— ｒｑｅｃａｐａｓｆｌｅｓｈａｅｎｖｓｉｔｄｂｙｉ — ｓｒｃ：ｎｗｓｇｎｏｎｄｕｌｆｅｕｎｙｂｎｄｓｉｒｓｂｅｎｉｅｔｇａｅｎｔ

微带发夹滤波器设计

今天来说说发夹滤波器吧，首先声明，本屌只是一个业余的仿真爱好者，做来玩的，中间如果出现一些错误还请谅解。

发夹滤波器的原理什么的还是蛮简单的，有兴趣可以自己去网上找找看，其实看不懂也没什么关系。

一般来说，设计者会根据滤波器的指标诸如带内纹波、带外抑制、带宽等选择阶数，再查表得到雪夫滤波器的元件参数。

上面就是3dB纹波的切比雪夫滤波器的元件参数，一般的滤波器选择五阶就足够了，根据参数可以用公式计算微带线奇偶模阻抗，然后在ADS等软件中可算得线长线宽及线间距。

我曾经算过一次，不知道是不是我算错了，反正出来的结果完全不对，所以我们应该避开这样的事。

下面我们完全利用软件设计此滤波器，对了，如果使用ADS仿真设计，和实际差别很大，所以我在仿真的时候一般采用HFSS，效果好得多。

Ansoft有一款软件Designer 6可以和HFSS协同仿真，我没试过，但是可以用此软件先大致得到滤波器的各个参数。

打开Designer 6后在project里面有滤波器的设计指导，选择微带发夹型。

按照滤波器指标输入参数。

最后会得到一个大致的滤波器模型如下：当然这只是理想的模型，就和ADS里面原理图仿真相似，将此图转化为微带线后可以得到模型参数：这样一来我们就可以不用计算，避免了复杂的公式，当然了，看不懂我这个流程的夜没什么，自己在网上找找Designer 6的教程，很容易学的，看一遍就会。

得到后我们就可以在HFSS里面建立模型了，注意一定要做成参数模型，因为滤波器必定需要优化，最好就是完全参数化，这样只需要建立一个模型，以后可以直接拿来调就可以了，对了，需要模型的可以找我。

对了，两个抽头线线宽一般为50Ω阻抗的微带线，可以用软件计算得到，线长没什么影响，这样仿真出来的结果已经可以了，只需要小范围的优化就可以。

这样一来大大减少了设计的工作量，比起以前计算完了仿真，利用Designer 6轻松很多。

当然这只是偷懒的做法，如果追求技术的朋友，当然可以自己通过公式来做，不过假如下次遇到交叉耦合腔体滤波器的话，那个矩阵强烈建议就别玩了，看完都要吐血~，好了，没其他说的了，欢迎各位指正交流。

发夹滤波器设计

微带滤波器和耦合电路的设计、制作和测量1 前言当今的微波设计师依赖许多工具来制作高效的电路和系统。

他们要利用已有的参考资料和强大的EDA工具和电磁（EM）分析工具，还必须结合自己的实践经验来进行制作。

这些工作最终需要通过制作电路和测试完成的电路来实现。

这篇文章描述了两个微带电路设计是如何使用各种不同工具开发，用电路板铣制设备快速制作，然后经过测量来验证设计方法的正确性。

样例中的设计是一个典型的带宽3.7到4.2GHz的发夹型滤波器和一个1到8GHz的定向耦合器，使用Schiffman锯齿技术减小尺寸。

发夹型滤波器用Agilent ADS1.3软件设计和仿真，用Sonnet Lite软件进行平面EM分析。

耦合器运用了基于设计规则的变换，有一个现存的阶梯线形式的耦合器设计来启动。

两个电路都是用LPKF光电股份有限公司的Protomat C100HF型设备制作出来的，使用HP(Agilent) 8753E网络分析仪获得测量结果。

2 设计样例 3.7到4.2GHz的发夹型滤波器2.1 设计这个滤波器设计用于在3.7到4.2GHz的带宽上获得一个平坦的响应。

插入损耗和回波损耗在此频段优于16dB。

这个滤波器用在下变频器输入端进行镜频抑制。

该设计选用一个典型的发夹型滤波器，它将能满足设计要求的性能和尺寸。

滤波器由ADS1.3设计，图1是结果图样。

当然，这是一个熟悉的发夹型结构。

滤波器占用的面积约为500 x 1200 mils (0.5 x 1.2 in.)，包括用来保持恒定逻辑属性的发夹循环所需的足够面积。

图2是在ADS中的设计和优化结构。

这个拓扑形是中心对称的，所以设计成两段，由一个“背靠背”结构连接。

由于数学方面上的结构尺寸减小，计算时间被大大缩减。

图2，在ADS中的设计和优化结构。

滤波器以两个镜像的图形块进行仿真，以实现对称结构建立优化来获得在通带3.55至4.4GHz的最小16dB的回波损耗，在3.2GHz以下和4.7GHz以上最小28dB的阻带衰减。

发夹式耦合线微带滤波器设计

２微波滤波器的基本原理２．１原型低通滤波器
对于原型低通滤波器的设计，通常用归一化频率Ｑ（Ｑ＝∞／功。）代替真实频率彩，然后根据这个特性进行网络综合，得到的滤波器被称为原型低通滤波器。原型低通滤波器是滤波器设计的主要依据。通常用的原型低通滤波器主要有巴特沃兹（最大平坦）原型滤波器、切比雪夫（等波纹）原型滤波器和椭圆函数原型滤波器。
【５】清华大学．微带电路．编写组．微带电路．人民邮电出版社．１９７９．
【６】高葆新等编著．微波电路计算机辅助设计．【７】孟庆编著．微波技术与天线．合肥工业大学
出版社．２０００．
万方数据
秘｝技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯ只ＭＡＴＩＯＮ
３１
发夹式耦合线微带滤波器的设计
作者：作者单位：刊名：
ｌ·········写１８Ｂ２Ｏ子程序 ¨¨¨¨¨¨··．．¨¨
ｗｒｉｔｅ－１８８２０ｔ
ｓｅｔｂ
ｐ１．７
ｍｏｖ
ｒ２，＃８·有８位数据．
ｗｒｌ：
ｒｒｃ
ａ
ｊｃｗｒａ·是低，执行一种时序
ｄｒｐｌ．７
，Ｃ＝０低时，执行的
时序
ｍｏｖ
ｒ３。＃ｌｅｈ
ｄｊｎｚａｊｍｐｗｒａ：时序ｍｏＶ
ｒ３，￥ｗｒｒｄｒ
沃兹原型要陡峭的多。因此，切比雪夫原型滤波器经常在微波滤波器设计中用到。
椭圆原型滤波器插入衰减为：
工＝ｌｏｌｇ（１＋ｇ２ｃ：（缈））ｄＢ椭圆滤波器不仅在通带内出现等波纹变
化，而且在阻带内也有等波纹变化，从而使
得其通带到阻带的过渡变化非常陡峭。
对于综合设计原型低通滤波器，首先要
确定滤波器的阶数ｎ。通过插入衰减特性表
工业技术

发夹型滤波器的设计

定。并设计了一个抽头线发夹型带通滤波器，中心频率为１７Ｇｚ带宽为ＩＯ其．５Ｈ，ＯＭＨ，了滤波器各参数值初值完成
的确定，结合ＡＳ的优化仿真功能，出了满足设计目标的版图仿真结果，证了设计理论的正确性，明了此并Ｄ得论证
■●——■● ————－
— — ● — ——
■■ ■■ ■ ●
混合耦合
图２谐振器之间的三种耦合方式
实际应用中，于级联型滤波器，对计算相邻谐振器间耦合系数一般使用下面的通用计算公式：
用的无源器件之一，的性能好坏将直接影响到整个系统的电路图ｌｂ（）的Ａ矩阵为［］：
优劣，而微带滤波器则因其重量轻、成本低、加工更被看易
重。微带滤波器常采用的形式有发夹型、行耦合线、平梳状
本文所研究的就是微带发夹型滤波器，根据微带滤波器设计的基本原理，利用ＡＤ并Ｓ在微带滤波器设计中的优化仿真功能，通过设计一个通带为１７～１８Ｇ的带通滤波．０．０
器，详细论述了微带发夹型滤波器的通用设计方法。
耦合系数的计算精确与否直接关系到滤波器设计是否
型中用了３个优化目标：）１通带差损：（，）Ｓ２１＞一２Ｂ２通ｄ；）
■—■＿ ■—■■一 ■■■——■ ■■■＿
带回波损耗：（，）一２ｄ３Ｓ１１＜０Ｂ；）阻带（．０ｚ且＞＜１６ＧＨ１９ＧＭＨ）Ｓ２１＜一４ｄ。经过数次优化后，到微．０ｚ时，（，）０Ｂ得带发夹型滤波器版图仿真结果如图４所示。

一种性能优化的发夹型微带线滤波器的分析与设计

一种性能优化的发夹型微带线滤波器的分析与设计王宇飞【摘要】微带线发夹型滤波器具有结构紧凑、尺寸小、指标优良等优点，在射频和微波通信系统中应用广泛。

由于目前设计的多数带通滤波器没有考虑交调畸变的影响，导致通带内波纹起伏较大，衰减严重。

本文提出了一种用于抑制通带内波纹起伏及减小带内衰减的新方法。

首先，在传统发夹滤波器结构之后加入短路短截线与谐波四分之一波长开路短截线并联谐振结构，能够在不影响有用信号的情况下，很好地抑制交调干扰。

接着，通过采用微带径向短截线（MRSTU）扩大抑制干扰带宽，实现通带内宽频带干扰的有效抑制。

最后，基于本文方法设计了一款2.3GHz到2.5GHz的五阶发夹型带通滤波器，ADS仿真及版图分析证明了本文方法设计的滤波器具有较为平坦的带通特性，并且将带内衰减降低了近10dB.%Micro-strip hairpin filter has advantages of compact structure, small size, excellent indicators, and is widely used in RF and microwave communication system. The Micro-strip hairpin filter designed so far does not take into account the influence of the distortion, which causes that the ripple is volatile and attenuation is large within pass-band. This paper proposes a new method that can reduce the ripple and attenuation in-band. First of all, short circuit stub and harmonic quarter-wave open stub parallel resonant structure is added to the traditional hairpin filter structure, which can suppresses the inter-modulation (IM) effectively and does not affect the useful signal. And then, micro-strip radial stub (MRSTU) is used to expand the interference suppression band-width. Finally, a new type of five order hairpin band-pass filter is designed in which pass-band is2.35GHz to 2.55 GHz. ADS simulations and layout analysis prove the superiority of the proposed method. The results show that the attenuation drops nearly 10 dB in-band.【期刊名称】《船电技术》【年(卷),期】2015(000)011【总页数】6页(P23-27,30)【关键词】发夹型滤波器;微带线;带通滤波器;宽带干扰抑制【作者】王宇飞【作者单位】海军驻武汉地区通信代表室，武汉 430070【正文语种】中文【中图分类】TN7130 引言滤波器是无线通信系统的重要无源器件之一，在射频、微波、毫米波通信、卫星导航定位以及遥感遥测等领域具有十分重要的应用，其性能的好坏直接影响着整个系统的整体性能和通信质量[1]。

面向5G应用的发夹型微波滤波器设计

www�ele169�com | 13电子电路设计与方案0 序言随着通信技术的革新，通信设备前端对器件性能要求也越来越高，滤波器作为通信系统必不可少的器件，对系统性能的好坏起到至关重要的作用[1-4]。

如何设计制造成本低、体积小、高性能的微波滤波器是微波技术研究领域一个重要课题。

微波频段的滤波器种类繁多，实现方式多种多样。

在各种实现方式中，采用平面印刷电路板（PCB）工艺生产的平面滤波器相对于其他滤波实现方式，其具有体积小，成本低，批量加工效率高的优势，一直以来受到研究领域和应用领域的重视，得到了广泛的应用[5-7]。

近期，工信部发布了《公开征求对第五代国际移动通信系统（IMT-2020）使用3300-3600MHz 和4800-5000MHz 频段的意见》，拟在3300-3600MHz 和4800-5000MHz 两个频段上部署5G [8]。

本文针对上述问题展开研究，基于Rogers6006高频板材，设计了一款4800-5000MHz 的微带平面带通滤波器，滤波器采用结构紧凑的发夹型滤波器，达到了较理想仿真结果，可以为未来5G 通信应用作为参考。

1 滤波器的综合本设计采用耦合矩阵的方法[9]进行滤波器综合设计，滤波器设计指标如下：通带范围4800MHz-5000MHz, 中心频率为：MHz, 带内回波损耗-25dB，带内衰减为0.02dB。

滤波器采用5阶切比雪夫结构，图1为滤波器的结构示意图，图中蓝色圆为滤波器谐振单元，分别为谐振单元R1，R2…R5，黑色圆圈表示滤波器的输入输出端口，蓝色圆两两之间连线为其间的耦合系数，利用Couplefil 滤波器综合软件，得到滤波器的设计参数。

反归一化后的耦合系数依次为 M 12 = 0.0397，M 23 = 0.0278，M 34 = 0.0278，M45 = 0.0397; 外部Q值Q S1 = 19.5, Q 5L = 19.5。

图2为综合得到的滤波器性能。

一种C波段发卡型微带滤波器设计

ｗｉｆｅｅｎｙｉｈｔｒｑｕｃｎｔｅＣ—ｂａｎａｅｎｒｄｕｃｄｎｈｉｐｈｄｒｉｔｏｅｉｔｓａｐｅ．ｇｈａｒｒＴｈｏｕｄｅｉｅｍｐｅ，ｅｅｉｌｙｎｄｓｇｎｘａｌｔｆａｓｂｉｔａｃｏｖｉｃｏｈｉｎｅｎｅｎｅｆｄｅ。ｓｇｎｎｈｒｎｍｉｒｓｒｉｅｒｗｉｈｅｈｅｐｏｆＡＤＳｓｄｅｍｏｎｔａｅｉｉｇａｉｃｏｔｉｆｌｔｔｌｐｉｐｔｈｉｓｒｔｄ．ＫｅｗｏｄＣ—ｂａｎｈｒｎｉｅ，ｉｏｓｒｆｔｒＡＤＳｙｒｓ：ｄ，ａｉｆｔｒｍｃｒｔｉｉｅ，ｐｉｌｐｌ
任思颖（吉林建筑工程学院城建学院，吉林长春１Ｏ１３ｌ）１
摘要
介绍了设计发卡型微带带通滤波器的基本原理和ＡＳ在Ｃ波段发卡型滤波器设计中的应用。通过一个设计实例，Ｄ验证了在工程应用上使用ＡＤＳ软件来设计发卡型微带滤波器的可行性和便捷性。关键词：Ｃ波段，卡型滤波器，带滤波器，Ｄ发微ＡＳ
《业控制计算机／０１第２工２１年４卷第２期
７１
●
●
Ｔ
一
种Ｃ波段发卡型微带滤波器设计
ＤｅｉｆＨａｒｎｓｇｎｏｉＭｉｒｓｒｉｅｉｒｑｕｎｙｎｐｉｃｏｔｉＦｌｒｗｔＦｅｅｃｉｐｔｈＣ—Ｂｎ —ａｄ

一种基于ADS的发夹型带通滤波器设计

一种基于ADS的发夹型带通滤波器设计作者：罗时书朱彩霞潘汉坏来源：《电脑知识与技术》2016年第33期摘要：发夹型微带带通滤波器具有工作性能稳定，体积小等特点，所以它广泛地应用在射频/微波系统电路中。

本文首先介绍了发夹型微带滤波器的设计原理，然后利用 ADS （Advanced Design System）软件研究设计了一种抽头式发夹型微带带通滤波器，并用ADS对设计的滤波器进行了优化仿真，得到了满足设计目标的版图仿真结果，论证了设计理论的正确性。

和传统滤波器的设计方法相比，该方法的运用降低了电路设计的工作量，缩小了产品设计周期，提升了器件的性能，它对实际工程中设计微带滤波器有着很大的实用价值。

关键词：ADS；发夹型优化中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）33-0225-02滤波器的主要作用是用于隔离频率，让需要的频率信号通过，将不需要的频率信号虑除。

滤波器是射频收发端系统广泛使用的一个无源器件，它的性能好坏会直接决定系统性能指标能否实现。

射频和微波电路中使用最多的就是微带线滤波器。

微带滤波器一般有平行耦合微带滤波器，交指滤波器和发夹型滤波器等。

本文就是设计一个发夹型微带带通滤波器。

1 发夹型带通滤波器的设计方法发夹型微带带通滤波器结构比较紧凑，它可以由半波长谐振单元和平行耦合线弯成“U”型结构得到，我们称此类[“U”]型谐振电路为发夹谐振。

所以发夹滤波器的设计也可采用平行耦合线滤波器或半波长谐振滤波器的设计方程。

但是弯曲成“U”型的谐振器也得考虑到耦合线长度的减少量，因为它会降低谐振器之间的耦合。

倘若两个发夹臂之间的距离靠得非常近，那么它们本身也能够等效为一组耦合线，这会在一定程度上影响到电路的耦合。

为了提高发夹滤波器设计的精确性，将采用一种全波EM仿真的设计形式。

发夹微带线线宽一般取1mm，“U”型臂间距取2mm，由上式可以算出输入端和输出端的抽头位置t为5.44mm，由抽头线的终端匹配阻抗50Ω可以得到抽头线的宽度为1.81mm，由耦合系数M1，2和M2，3和两个相邻发夹的间距s1和s2，s1约为0.25mm，s2约为0.45mm （该图是通过ful1-wave EM仿真求得）。

Ku波段发夹型滤波器的设计

，的自由空间传播波长,当谐振器线宽w时,有效介电常数εre由式(1)确定其中ε常数：发夹型滤波器广为应用在微波低频段。

在用时，滤波器结构已经变得十分紧凑，为保证设计精度，介质板介电常数一般选用较小，而使得线宽w增大（发卡L=剧增大，传统的开环谐振器结构已经不适合于用，需对其结构进行一定的修正。

图1 抽头发夹线谐振器为抽头发夹线谐振器修正结构。

谐振器采用字型结构，弯角处采用50%切割直角弯角，进入字型谐振器结构中直角弯角的长度已不可忽略，这里计算倍线宽。

抽头与50欧姆微带线匹配，并加入一段渐变线，以减小不连续效应对谐振器的影响。

减小中平行双线间距离a，使其在0.8~1.5倍线宽之间。

图2 Ku波段耦合系数修正曲线由图2中关系曲线可知，耦合系数k随着发夹间距的增加而减小。

同时耦合系数k随w/h变化，当w/h增加时，耦合系数k减小。

同时耦合系数k随着介电常数的增加而减小。

修正后的发夹线谐振器在Ku波段得到的耦合系数曲线，与低频段常用的耦合系数曲线存在较大差异，图2对发夹线滤波器在Ku波段的设计应用有一定参考价值。

待设计滤波器相邻谐振器间耦合系数一般使用下面式中L=，R是抽头线的特性阻抗，式滤波器的特性阻抗，t是抽头微带线到发卡式谐振器中间位置的距离，Q=gg=4.472 mm=0.87 mm t=0.604 mm考虑到微带线的终端开路效应，四分之一波长微带－0.44h＝图3 发夹线滤波器版图根据上面设计的参数作为原始参数，初步确定发卡式滤波器的具体尺寸。

利用Ansoft Designer软件建立仿真电路图，进行模拟、调谐、优化，在HFSS软件中进行仿真，得到滤波器的频率特性如图4所示。

图4 滤波器仿真结果使用Agilent 8720ES网络分析仪测试制作的滤波器，传输系数dB(S21)测量结果如图5所示。

由图5和图4（b）比较可见,测试结果与仿真结果吻合得非常好。

可以看到,滤波器在频率小于11.3GHz和大于13.5GHz处的衰减可达到40 dB以上. 测试结果与Designer优化仿真得到的结果基本一致，满足指标要求。

发夹型滤波器的设计

发夹型滤波器的设计O 引言在过去的十年中，由于无线个人通信及其他可移动接收机和发射机应用的迅猛增长为低损耗、小尺寸、重量轻且价格低廉的滤波器形成了一个重要的市场，这为微波滤波器的发展创造了很好的契机。

微波滤波器作为系统中广泛使用的无源器件之一，它的性能好坏将直接影响到整个系统的优劣，而微带滤波器则因其重量轻、成本低、易加工更被看重。

微带滤波器常采用的形式有发夹型、平行耦合线、梳状线、交指型和微带类椭圆函数滤波器等。

但是不同形式的滤波器往往存在着各自的缺陷。

例如平行耦合线滤波器由于各平行耦合节在一个方向上级联，故尺寸较大；梳状线滤波器和交指滤波器则需要过孔接地，这样在高频情况下就会不可避免的引入误差；椭圆函数滤波器的设计过程比较复杂，较难实现；而发夹型谐振器通过适当的耦合拓扑结构实现的滤波器，一方面，它是半波长耦合微带线滤波器的一种改良结构，结构比较紧凑，易于集成、尺寸较小；另一方面，其耦合线终端开路，无需过孔接地，这消除了过地孔引入的误差。

因此，它具有更好的电性能，因而在微波平面电路的设计中有着良好的应用前景。

本文所研究的就是微带发夹型滤波器，根据微带滤波器设计的基本原理，并利用ADS在微带滤波器设计中的优化仿真功能，通过设计一个通带为1．70～1．80G的带通滤波器，详细论述了微带发夹型滤波器的通用设计方法。

l 发夹滤波器的综合设计1．1 谐振单元的奇偶模阻抗发夹型滤波器以开路式对称耦合微带单元级联而成，，其A矩阵为：其等效电路图1(b)的A矩阵为：式中，耦合谐振器带通滤波器的导纳倒置器的导纳J为：其中，gi为低通原型滤波器元件值，FBW为滤波器相对带宽。

1．2 谐振器的耦合系数耦合系数的计算精确与否直接关系到滤波器设计是否成功。

因此，设计滤波器时，必须完成耦合系数的计算。

两个发夹型谐振器之间的耦合根据谐振器放置的相对位置可分为电耦合、磁耦合和混合耦合三种情况，。

谐振器的间距s和相对位置偏移d决定了耦合系数的大小。

基于5G频段的发夹型滤波器设计

基于5G频段的发夹型滤波器设计李佳旺;王毅敏;黄钰鹏【摘要】随着通信频率的提高,以往的LC元件由于尺寸和生产工艺的问题已经难以适应5G通信技术的发展需要.因此,对滤波器提出了更严格的要求,包括更高的性能、更小的尺寸、更轻的重量和更低的成本,于是微带滤波器应运而生.针对5G通信的需求,采用ADS射频仿真软件辅助,设计了一款3.3～3.6 GHz的5阶0.1 dB 等纹波Chebyshev微带发夹式带通滤波器.设计结果表明,插入损耗小于2 dB,回波损耗最大可达近30 dB.它不仅体积小巧、成本低廉,而且具有较低的插入损耗和较高的矩形系数,对日后5G的推广具有较高的应用价值.【期刊名称】《通信技术》【年(卷),期】2018(051)005【总页数】5页(P1212-1216)【关键词】Chebyshev;发夹式;带内纹波;ADS【作者】李佳旺;王毅敏;黄钰鹏【作者单位】哈尔滨工程大学信息与通信工程学院,黑龙江哈尔滨 150001;哈尔滨工程大学信息与通信工程学院,黑龙江哈尔滨 150001;哈尔滨工程大学信息与通信工程学院,黑龙江哈尔滨 150001【正文语种】中文【中图分类】TN7130 引言1 理论分析及参数计算通信系统中，时常需要选定电磁波频段中特定的频段。

例如，在接收机中需要得到有用的信息，从而将滤除与信息无关的噪声或干扰信号。

滤波器作为一个双端口组件，在许多射频微波应用中发挥着重要作用。

随着通信频率的提高，以往的LC元件由于尺寸和生产工艺的问题已经难以适应技术发展的需要，而通信产业的发展又对滤波器提出了更严格的要求，包括更高的性能、更小的尺寸、更轻的重量和更低的成本。

于是，微带滤波器应运而生。

1.1 微带发夹式滤波器模型发夹式微带滤波器是半波长耦合微带滤波器的一种演变形式，通过将半波长微带线等长为U字形，大大缩小滤波器的设计尺寸，使电路结构更加紧凑。

借助于微波仿真软件，能够极大地缩短设计的时间，提高设计效率。

微带发夹型滤波器的原理及设计方法

微带发夹型滤波器的原理及设计方法引言在过去的十年中，由于无线个人通信及其他可移动接收机和发射机应用的迅猛增长为低损耗、小尺寸、重量轻且价格低廉的滤波器形成了一个重要的市场，这为微波滤波器的发展创造了很好的契机。

微带滤波器常采用的形式有发夹型、平行耦合线、梳状线、交指型和微带类椭圆函数滤波器等。

但是不同形式的滤波器往往存在着各自的缺陷。

因此，它具有更好的电性能，因而在微波平面电路的设计中有着良好的应用前景。

1、发夹滤波器的综合设计1．1 谐振单元的奇偶模阻抗1．2 谐振器的耦合系数耦合系数的计算精确与否直接关系到滤波器设计是否成功。

因此，设计滤波器时，必须完成耦合系数的计算。

两个发夹型谐振器之间的耦合根据谐振器放置的相对位置可分为电耦合、磁耦合和混合耦合三种情况，如图2所示。

谐振器的间距s和相对位置偏移d决定了。

微带发夹滤波器设计报告

微带发夹滤波器设计报告组员：指导老师：日期：基本原理滤波器各参数初值的确定。

发夹型滤波器是由发夹型谐振器并排排列耦合而成，其信号输入输出方式可采用抽头式和平行耦合式，本文采用抽头方式输入输出。

滤波器的性能由滤波器的各参数值确定，参数包括：发夹臂长、发夹间距、发夹线宽和和抽头位置。

臂间距较大则可忽略臂间耦合，否则则应考虑臂间耦合。

发夹微带线线宽一般取1 mm。

滤波器设计的关键是确定发夹之间的间距(space)和抽头位置(tapping point)。

发夹间距(s) 的确定：发夹间距(s)和发夹间耦合系数(coupling coefficients)有对应关系。

其关系可作实验求取，这里通过full-wave EM 仿真求得。

当耦合系数大于( 为发夹谐振回路的品质因数)时，full-wave EM仿真的谐振频率响应曲线图上出现两个明显的谐振尖峰，峰值高出低谷10 dB以上。

其峰值频率分别记为fp1和fp2(fp1＜fp2)。

抽头位置(tapping point) 的确定：抽头位置t可由外部耦合系数结合full-wave EM simulation来确定。

设计指标工驻波：<1.3（-17.7dB）插损：<3dBFp: 2.2~2.5GHzFs：f<1.5GHz与f>3.2GHz抑制：>20dB电路仿真电路仿真采用ADS2011软件，原理图如下图所示：原理图优化参数如图所示经过多次优化之后，各项指标均能达到设计要求，仿真曲线如下所示：原理图仿真结果电磁场仿真场仿真采用HFSS10.0软件，3D模型及仿真曲线如下图所示3D模型S参数仿真曲线版图设计经过ADS软件仿真及优化之后，通过Layout得到仿真版图如下图所示：版图版图仿真如下图所示：版图仿真结果数据分析通过测试曲线，可知滤波器基本工作在2.2-2.5GHz；电路仿真结果达到插损＜3dB的设计指标，场仿真结果及版图仿真结果略高于设计指标；原理图仿真、场仿真、版图仿真带外抑制参数均达到指标；设计指标中要求输入输出驻波＜1.5，经过换算可得S11＜-17.7dB才能满足设计要求。

小型发夹型SIR微带带通滤波器的设计(转载)

小型发夹型SIR 微带带通滤波器的设计张陈龙摘要：针对高性能射频滤波器结构复杂，尺寸大的问题，本文基于阶梯阻抗谐振器设计制作了一个中心频率为10.2GHz 的小型发夹型微带带通滤波器，通过把半波长阶梯阻抗谐振器耦合结构折合成“U ”字形，即发夹型结构改善了滤波器性能和缩小了滤波电路尺寸，通过软件仿真和对制作的硬件电路测试的结果表明，设计制作的滤波器在9.6GHz 到10.6GHz 范围内的插入损耗小于0.7dB ，带宽为1.71GHz ，通带中的≤11S -10dB 。

因此，该滤波器有效地抑制了寄生通带，而且结构更简单，尺寸更小。

关键词:阶梯阻抗谐振器带通滤波器寄生通带发夹型阻带抑制Abstract:For the complicated structures and big dimensions of high performance filter, a compact hairpin microstrip band -pass filter centered at 10.2 GHz is designed and developed based on stepped impedance resonator (SIR) .The performance of the filter is improved and the dimension is reduced by folding the half wavelength SIR's coupling structure to 'U' shape ,which is hairpin .The results of simulation and measurement of the filter demonstrate that the insert loss is less than 0.7 dB in the frequency from 9.6GHz to 10.6GHz ,the bandwidth is 1.71 GHz ,the S 11 in the pass band is less than -10 dB. It can be seen that this filter is not only suppress the spurious band effectively but also has a simpler and smaller structure .Key words: SIR;band -pass filter;hairpin;spurious band;stop band suppression1. 引言滤波器及其设计方法的发展已有相当长的历史，从电信发展的早期，滤波器就在电路中扮演着十分重要的角色，并随着通信技术的发展而取得不断的进步。