耦合滤波器的功率容量分析

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【精品】电力滤波电容器容量的合理选择

电力滤波电容器容量的合理选择赵贺林海雪（中国电力科学研究院，北京100085）REASONABLESELECTINGCAPABILITYOFPOWERFILTERCAPACITORZhaoHe LinHaixue（ChinaElectricPowerResearchInstitute，Beijing100085)ABSTRACT:ThePowerfilterareusedbroadlyinpowernetworks.Basedsimplea nalyses，thepaperpresentssomepracticalformulasforcalculatingcapabilityandrelat iveparametersofpowerfiltercapacitor。

Thecalculationexamplesshowthatareasonableselectingcapabilitycanincrea setheefficiencyoffilterandcompensationobviously,andtheinvestmentofpow erfilterswillbedecreasedgreatly,whileoperatingsafetyisguaranteed.KEYWORDS:Powernetwork；Powerfilter；Capacitor；Harmonics;Compensation。

摘要：电网中广泛使用电力滤波器。

本文在简化分析的基础上导出计算电力滤波电容器的容量和相关参数的若干实用公式.算例表明，合理选择容量会明显增加滤波和补偿效益，在保证运行安全的同时大大降低电力滤波器投资。

关键词：电网；电力滤波器；电容器；谐波；补偿1 概述电网中所用的电力滤波器，在设计上有很大的参数可选范围，从而出现许多可行的方案.某些滤波器工程由于参数选择不当，造成巨大浪费的事实，说明善于使用合理方法，更全面地处理滤波器中的参数配合关系，有明显的安全和经济效益。

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．
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３１
发夹式耦合线微带滤波器的设计
作者：作者单位：刊名：
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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

滤波器测试指标

滤波器测试指标滤波器是一种常用的信号处理工具，用于改变信号的频率特性。

在现实生活中，滤波器广泛应用于音频处理、图像处理、通信系统等领域。

为了确保滤波器的性能和效果，需要进行滤波器测试，并根据一些指标来评估其性能。

本文将介绍一些常见的滤波器测试指标。

1. 频率响应频率响应是衡量滤波器性能的重要指标之一。

它描述了滤波器对不同频率信号的响应情况。

一般来说，滤波器应该能够在感兴趣的频率范围内对信号进行衰减或增强，而在其他频率范围内保持较低的响应。

通过绘制滤波器的频率响应曲线，可以直观地了解滤波器的频率特性。

2. 幅频响应幅频响应是频率响应的一种表示形式，它描述了滤波器在不同频率下的增益或衰减情况。

通过绘制幅频响应曲线，可以清楚地观察到滤波器在不同频率下的增益或衰减情况。

一般来说，滤波器应在感兴趣的频率范围内具有较高的增益或较低的衰减，而在其他频率范围内具有较低的增益或较高的衰减。

3. 相频响应相频响应描述了滤波器对输入信号的相位变化情况。

滤波器的相频响应通常在频率响应曲线的基础上进行绘制。

相频响应的曲线可以显示滤波器对不同频率下信号相位的变化情况。

相位变化对于某些应用非常重要，如音频处理和通信系统。

4. 群延迟群延迟是指滤波器对不同频率下信号的传输延迟。

滤波器的群延迟可以通过测量滤波器的相频响应来计算。

群延迟是一个与频率有关的指标，它描述了滤波器对不同频率下信号的传输延迟的变化情况。

在某些应用中，如音频处理和通信系统，群延迟对于保持信号的时域特性非常重要。

5. 阻带衰减阻带衰减是描述滤波器在阻带内对信号的衰减程度。

一般来说，滤波器在阻带内应该具有较高的衰减，以确保不希望的频率成分被过滤掉。

阻带衰减通常以分贝为单位进行表示，分贝数值越大，衰减越明显。

6. 过渡带宽过渡带宽是指频率响应曲线中从通带到阻带之间的频率范围。

过渡带宽越小，滤波器的频率特性转换越快，滤波器的性能越好。

过渡带宽也是衡量滤波器性能的重要指标之一。

耦合变压器的主要参数

耦合变压器的主要参数
耦合变压器是一种特殊类型的变压器，主要用于连接两个电路，使它们能够共享能量。

它的主要参数包括：
1. 耦合系数，耦合变压器的主要参数之一是耦合系数，它表示
了两个线圈之间的磁耦合程度。

耦合系数越接近1，表示两个线圈
之间的磁耦合越好，能量传输效率越高。

2. 额定电压，耦合变压器的额定电压是指设计工作的电压等级，通常包括主辅线圈的额定电压。

这个参数决定了变压器能够承受的
最大电压。

3. 额定功率，耦合变压器的额定功率是指变压器能够持续输出
的功率。

这个参数决定了变压器的负载能力。

4. 额定频率，耦合变压器的额定频率是指设计工作的频率范围，通常是50Hz或60Hz。

这个参数决定了变压器适用的电力系统频率。

5. 空载损耗和负载损耗，耦合变压器的空载损耗是指在无负载
情况下的功率损耗，负载损耗是指在有负载情况下的功率损耗。

这
两个参数决定了变压器的能效。

6. 绝缘等级，耦合变压器的绝缘等级是指变压器绝缘材料的耐压能力，决定了变压器在高压下的安全性能。

以上是耦合变压器的主要参数，这些参数综合决定了耦合变压器的工作性能和适用范围。

在实际应用中，根据具体的电力系统要求和工程需求，需要综合考虑这些参数来选择合适的耦合变压器。

电焊机电容滤波器的容量选择与应用技巧

电焊机电容滤波器的容量选择与应用技巧电焊机作为一种常见的焊接设备，广泛应用于各个行业，其中包括建筑、制造、汽车维修等领域。

然而，电焊机在工作过程中会产生一些电磁干扰和谐波，对其他电子设备和电力网络产生不良影响。

为了解决这个问题，电焊机需要使用电容滤波器来消除谐波和抑制干扰。

本文将详细介绍电焊机电容滤波器的容量选择与应用技巧。

一、电焊机电容滤波器的作用电焊机在工作时产生的高频谐波会传播到电力网络中，造成电网违反电力质量标准，影响其他电子设备的正常运行。

电焊机电容滤波器的作用是通过补偿电流和消除电流谐波，使电焊机输出的电流更加平滑稳定，从而避免对电力网络造成干扰，提高电力质量。

二、电容滤波器容量的选择在选择电容滤波器的容量时，需要综合考虑电焊机的工作条件和外部环境因素。

1. 电焊机的工作条件电焊机的工作条件包括焊接过程中的电流、电压和工作周期等因素。

一般而言，电焊机的工作电流越高，所需的电容滤波器容量也就越大。

理论上，当电焊机的工作电流达到额定值的80%时，电容滤波器的容量可以根据经验公式进行计算，即电容器容量C=K×I，其中C为电容器容量，K为经验系数，I为电焊机的额定电流。

2. 外部环境因素电焊机工作过程中产生的电磁干扰和谐波会对周围环境产生影响，尤其是对附近的电子设备造成干扰。

因此，在选择电容滤波器容量时，还需要考虑周围环境的电磁兼容性，以确保电焊机的运行不会对其他设备造成干扰。

三、电容滤波器的应用技巧在使用电容滤波器时，还需注意以下几点技巧。

1. 安装位置的选择电容滤波器通常安装在电焊机的输出端，以便尽可能地消除谐波和干扰。

同时，应将电焊机与其他电子设备隔离，避免干扰传播。

2. 定期检查和维护电容滤波器属于电器元件，需要定期检查和维护，以确保其正常工作。

在检查时，应注意电容滤波器的绝缘和连接是否正常，如有必要，应及时进行更换和修复。

3. 合理使用多级滤波对于大功率电焊机，可以考虑使用多级滤波器来进一步降低谐波和抑制干扰。

滤波器的功率性能和能效分析

滤波器的功率性能和能效分析随着电子设备的发展和应用范围的扩大，滤波器作为电路中重要的组成部分之一，起到了滤除噪声、削弱干扰等作用。

本文将通过对滤波器的功率性能和能效进行分析，探讨其在电子设备中的应用。

一、功率性能分析功率性能是衡量滤波器性能的重要指标之一。

在滤波器中，功率性能主要包括插入损耗以及返回损耗。

1. 插入损耗滤波器的插入损耗是指在信号通过滤波器时引入的衰减。

插入损耗越小，滤波器的输出信号与输入信号的差异就越小，功率传输的效果就越好。

常见的插入损耗单位是分贝（dB），一般要求滤波器的插入损耗在可接受的范围内，以不影响设备的正常工作。

2. 返回损耗返回损耗是指信号在滤波器输入与输出之间的反射造成的损耗。

当滤波器的返回损耗越小，说明滤波器对输入信号的匹配效果越好，能够更有效地将信号传输给负载端。

一个好的滤波器应该具备良好的返回损耗性能，以提高整体信号传输的效率。

二、能效分析能效是指在信号处理过程中，滤波器所产生的有用功率与输入功率之比。

能效不仅与滤波器的设计参数有关，还与滤波器的工作状态和环境条件有关。

1. 设计参数的优化滤波器在设计时，可以通过选择优质的元器件和合适的滤波器结构来提高能效。

例如，使用低损耗的材料和高效率的电路结构，可以减少能量的损耗，提高滤波器的能效。

2. 工作状态的优化滤波器在不同的工作状态下，能效表现也会有所不同。

比如，在低频和高频的工作状态下，滤波器的能效表现可能存在差异。

因此，在实际应用中，需要根据具体的工作条件来优化滤波器的能效。

3. 环境条件的影响滤波器的工作环境对能效也有一定的影响。

例如，在高温环境下，滤波器的电阻和电感等元器件的性能可能会受到影响，导致功耗的增加和能效的降低。

因此，在设计滤波器时，需要充分考虑工作环境的影响，以提高滤波器的能效。

综上所述，滤波器的功率性能和能效分析对于电子设备的正常工作和性能提升具有重要意义。

通过合理设计滤波器的结构和参数，并考虑工作状态和环境条件的影响，可以提高滤波器的功率性能和能效，实现更好的信号传输效果。

滤波器功率容量仿真

1功率容量仿真1.1 不同级数滤波器功率容量的仿真以下各图为4 ~8级切比雪夫滤波器的响应曲线和各谐振腔所承受的功率。

其中心频率均为1950MHz ，带宽均为100MHz ，回波损耗均为20dB ，输入功率均为40dBm 。

1.851.901.952.002.051.802.10-40-30-20-10-500freq, GHzd B (S (1,1))d B (S (2,1))1.91E9 1.93E9 1.95E9 1.97E9 1.99E91.89E92.01E9343638403242frd B m (v 1[::,1])d B m (v 2[::,1])d B m (v 3[::,1])d B m (v 4[::,1])1.851.901.952.002.051.802.10-50-40-30-20-10-60freq, GHzd B (S (1,1))d B (S (2,1))1.91E91.93E91.95E91.97E91.99E91.89E92.01E935403045frd B m (v 1[::,1])d B m (v 2[::,1])d B m (v 3[::,1])d B m (v 4[::,1])d B m (v 5[::,1])1.851.901.952.002.051.802.10-60-40-20-800freq, GHzd B (S (1,1))d B (S (2,1))1.91E91.93E91.95E91.97E91.99E91.89E92.01E935403045frd B m (v 1[::,1])d B m (v 2[::,1])d B m (v 3[::,1])d B m (v 4[::,1])d B m (v 5[::,1])d B m (v 6[::,1])1.851.901.952.002.051.802.10-80-60-40-20-1000freq, GHzd B (S (1,1))d B (S (2,1))1.91E91.93E91.95E91.97E91.99E91.89E92.01E935403045frd B m (v 1[::,1])d B m (v 2[::,1])d B m (v 3[::,1])d B m (v 4[::,1])d B m (v 5[::,1])d B m (v 6[::,1])d B m (v 7[::,1])1.851.901.952.002.051.802.10-80-60-40-20-100freq, GHzd B (S (1,1))d B (S (2,1))1.91E91.93E91.95E91.97E91.99E91.89E92.01E9354030frd B m (v 1[::,1])d B m (v 2[::,1])d B m (v 3[::,1])d B m (v 4[::,1])d B m (v 5[::,1])d B m (v 6[::,1])d B m (v 7[::,1])d B m (v 8[::,1])比较以上仿真结果可以看出，第一腔和最后一腔所承受的功率始终最小，且均小于输入功率。

对大功率滤波器的设计与分析

０引言
许多大功率微波发射机常有一定功率的寄生输出，为无线电干扰的来源之一。为了抑制这种干扰，成
插入衰减和电压驻波比都很小，否则会引起发热、率功容量下降和系统性能变差等。以目前的技术条件，一
般要求在滤波器的通带内衰减不大于０２ｄ电压驻．Ｂ，波比不大于１２。（）．０３阻带衰减电压驻波比问题，由
须用大功率微波滤波器，发射机的载波和调制边带使通过，制其寄生辐射。在大功率微波器的设计中，抑所考虑的问题与小功率滤波器有所不同，因而小功率滤
ｈｇｅｎ８０Ｗ．ｅｓｃｒｔｎ，ｔｐｒｒａｃｔｌ，ａｄｗｉｔｓｉｔｉｒａ０Ｔｔｔｅｉｓｏｇｉｅｏｎｅｉｓｅｎｅｇｇ．ｈｔｈｕｒｕｓｒｓｆｍｓａｂｈｉｌｈ
Ｋｅｒｓｙｗｏｄ：ｍｉｒｗａｅａｄａｓｆｔｒｏｒｃｐｉｔ；ｓｉｌｅｃｏｖ；ｂｎｐｓｌ；ｐｗｅａａｌｙｔｐｉｉｅｂｉｒｎ
第３２卷
第３期
现代雷达
ＭｏｅＲａａｄｍｄｒ
Ｖｏ．２ＮＯ３１３．Ｍａ．２０ｒ０１
２１００年３月
・ｌ／发技术・陡
中分号：７图类Ｔ１Ｎ３
文标ห้องสมุดไป่ตู้ Ａ献码：
文编１４７９２００—０ —４章号：０—８（１３０４００５０）８

腔体滤波器功率容量快速仿真与测试

以上测试方法采用的是高温低气压方式测试常温常压的功率要求，使用了低气压设备，对功放的要求不能满足时使用，只需要峰值输出功率能够达到500W左右的功放即可测试。
通常情况应在尽可能大的功率条件下，再折算成低气压测试进行测试。
4.GSM信号的功率测试
考虑到GSM信号的峰均比很小，一般功放功率都可以达到，可以直接采用GSM信号测试大功率性能，不用采用脉冲调制信号测试，此时应该注意测试时间为从加功率开始，一直到温度达到平衡为止，开始计时，持续时间10分钟，因为GSM信号的平均功率比脉冲调制信号的平均功率大，会引起温升，需要考虑温度平衡时间。
腔体参数设置如右图
从下图得到需要的频率
3. 再通过上表得出的频率设置场强监视点。分别仿真每个间隙对应的场强值，设置场监视器。查看如图所示S参数曲线
4.由下图得出频率为1.165处场强为 2.33704e5V/m
5. 最大功率容量：Pmax=(Ep/Emmax)^2 Pmax=(3000000/233704)^2=164W 同样方法得到以下一组数据：
被测件
功率计
2.功率容量的测试
由滤波器的原理，功率容量有平均功率容量及峰值功率容量。
平均功率容量主要考查滤波器的散热性，腔体滤波器为金属腔，导热性比较好。
峰值功率容量决定滤波器能否会被击穿，因此大多测试峰值功率容量。
测试时，使用边缘最高频率、边缘最低频率，这两处是最容易击穿的。如图所示仿真模型
2.如图所示添加激励端口点图标开始仿真
使用参数扫描法计算需要的结构及频率如图所示，得到几组相近的频率采用需要的频点位置及合适的尺寸如图改变h（谐振柱高度），得到一组频率，与
腔体间最小间隙间隙如下表：

平行耦合微带带通滤波器设计

3.3 仿真与实验结果
由表 3-3 中的数据，在 HFSS 仿真软件中建立初步仿真模型，介质板电常数 3.66，厚度为 0.508mm，高度为 0.001mm（可忽略不计）模型图如 3-1 所示。
图 3-1 耦合微带线滤波器模型图
图 3-2 理论计算的耦合微带线带通滤波器的 S 参数曲线图
按照理论计算的数据仿真出的结果如图 3-2 所示。从图中可以看出效果很差，对其进行优化。最终优化后得到的 S 参数曲线如图 3-3、3-4 所示。
2.2 平行耦合带通滤波器原理
图 2-1 平行耦合微带滤波器
平行耦合微带带通滤波器是根据反对称原型滤波器设计的，这样的滤波器是关于其中心对称的。这些耦合微带线结构由两根平行放置、彼此靠得很近的微带线构成，即为谐振器，它含有 n 个谐振器，就表示滤波器的阶数，每个谐振器的长度为半波长，由 n+1 个平行耦合线节组成，长度为四分之一波长。其带通频率响应则由低通原型滤波器转换而来，低通原型滤波器可以用传输函数的幅度平方来定义。这种几何结构包括介质层和微带线，介质层厚度为 h,相对介电常数为εr。微带线的奇模、偶模通过公共接地板产生耦合效应，由于耦合效应而导致了奇模、偶模特性阻抗,并且构成分布参数元件, 将耦合微带线元件级联到一起就可得到带通滤波器的特性[8-10]。多种方法可以实现带通滤波器，有微带、有腔体等等。腔体滤波器虽然具有 Q 值高、高选择性[10]及插损低等优点，但因其成本较高、不易调试的缺点，并不太符合实际要求。微带滤波器就不同了，其结构紧凑、易于实现、选频特独特性等等优点，因而在集成电路中获得广泛应用。常用的微带滤波器有发夹型滤波器、平行耦合微带线滤波器、波长短截线滤波器、交指滤波器等形式以及微带线 EBG(电磁带隙)、DGS(缺陷地结构)等新结构形式。而平行耦合微带带通滤波器具有体积小、重量轻、易于实现等优点，较好的符合了本项目需要。计算物理尺寸步骤如下： 1、由已知条件选择适合的归一化低通原型滤波器，用式（2-10）求出归一化频率，进而得到滤波器阶数及滤波器参数[11-12] （可查找表格）。

关于有源电力滤波器的综述分析

ＷＥＮＹｉ￣ｃｈｅｎｇꎬＣＨＥＮＹｉ￣ｗｅｎꎬＷＥＩＬｉｎｇ￣ｑｉｏｎｇꎬＬＩＵＨａｉ￣ｙａｎｇꎬＬＩＷｅｎ￣ｂｏ
( ＦｕｊｉａｎＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＮｅｗＥｎｅｒｇｙＧｅｎｅｒａｔｉｏｎａｎｄＰｏｗｅｒＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎꎬＦｕｚｈｏｕ３５０１１６ꎬＣｈｉｎａ)
与电力系统之间引起并联或串联谐振ꎬ引起谐波放
成污染和公害ꎮ 它不仅会威胁电力系统自身和经济
(２) 谐波使旋转电机、变压器等设备产生额外
设备是非线性的ꎬ谐波污染不可避免ꎬ对电力系统造
大ꎬ严重时可能烧毁电容器以及电抗器ꎮ
的安全稳定运行ꎬ而且会给周围的电力环境带来很
的谐波损耗和压降ꎬ造成电能质量下降ꎬ降低发电和
滤波器( ＡｃｔｉｖｅＰｏｗｅｒＦｉｌｔｅｒꎬＡＰＦ) 的发展ꎮ ＡＰＦ作为综合性电能质量调节器ꎬ是一种具备动态谐波抑制和无
功补偿功能的新型电力电子装置ꎬ其性能优劣与所采用的拓扑结构、电流追踪控制方法等密切相关ꎮ 为了推
广在高压大容量下ＡＰＦ的控制技术ꎬ拓宽其应用范围ꎬ分类整理了ＡＰＦ拓扑结构ꎬ归纳总结了ＡＰＦ的电流
类型ꎮ 图１为从储能元件、ＰＷＭ个数、应用场合电
源相数、接入方式、电压等级五个角度对ＡＰＦ拓扑
进行了分类ꎮ
图２双重化ＡＰＦ拓扑结构
２. ３根据应用场合电源相数分类
在实际应用ＡＰＦ场合中ꎬ根据电源相数的不同
可将拓扑分为单相ＡＰＦ和三相ＡＰＦꎬ其中分为三相
三线制和三相四线制属于三相ＡＰＦꎮ
２. ５根据电压等级分类
２. ５. １低压场合
传统ＡＰＦ开关器件少、控制方法简单且易于实
现ꎬ但是受功率器件限制ꎬ输出电流纹波较大ꎬ在中

滤波器详细分类

带通滤波器技术指标
• 插入损耗
又称衰减,在理想情况下，插入到射频电路中的理想滤波器，不应在其通带内引入任何功率损耗.然而现实中我们无法消除滤波器固有的，某种程度的功率损耗。插入损耗定量的描述了功率响应幅度与0dB基准的插值,其数学表达式为:
其中PL 是滤波器向负载输出的功率，Pin 是滤波器从信号源得到的输入功率，一般希望插入损耗越小越好。
带通滤波器技术指标
• 带内波动
在规定的带宽内,插入损耗最大点减去最小点的即为带内波动。又叫带内波纹或者通带波纹。指通带内信号幅度的起伏程度，也受限于谐振器的固有Q值，一般希望尽可能的小。
带通滤波器技术指标
• 带外抑制
又称阻带抑制,理想的滤波器是矩形的，通带内的信号全部通过，通道外的信号全部过滤掉。
光速波长电磁波波段代号波段代号频率范围ghz频率范围ghzuhf031ka274080100ku1218300mhz3000ghz1m电磁波谱01mm频率波长3ghz30ghz300ghz10cm1cm1mm普通无线电波普通无线电波红外线红外线紫外线紫外线亚毫米分米厘米毫米中波短波超短波长波顾名思义就是对电磁波信号进行过滤让需要的信号通过抑制不需要的信号主要目的为了解决不同频段不同形式的无线通讯系统之间的干扰问题其特性可以用通带工作频段插入损耗带内波动带外抑制端口驻波比隔离度矩形系数功率容量群时延指标来描述
波导滤波器Q值高，插损小，温度稳定性好，特别适合于窄带应用。在1.7～26GHz的频率范围内可实现0.2％～3.5％带通滤波，在各种要求高性能滤波特性的军用电子产品中被广泛使用。波导滤波器中比较常见的有两种：金属波导滤波器（直接耦合式）和基片集成波导滤波器。
金属波导滤波器：

滤波器主要参数与特性指标-滤波器的主要性能参数

滤波器的主要参数（Definitions）：之袁州冬雪创作中心频率（Center Frequency）：滤波器通带的频率f0，一般取f0=（f1+f2）/2，f1、f2为带通或带阻滤波器左、右相对下降1dB或3dB边频点.窄带滤波器常以插损最小点为中心频率计算通带带宽.截止频率（Cutoff Frequency）：指低通滤波器的通带右边频点及高通滤波器的通带左边频点.通常以1dB或3dB相对损耗点来尺度定义.相对损耗的参考基准为：低通以DC处插损为基准，高通则以未出现寄生阻带的足够高通带频率处插损为基准.通带带宽（BWxdB）：指需要通过的频谱宽度，BWxdB=（f2-f1）.f1、f2为以中心频率f0处拔出损耗为基准，下降X（dB）处对应的左、右边频点.通常常使用X=3、1、0.5 即BW3dB、BW1dB、BW0.5dB 表征滤波器通带带宽参数.分数带宽（fractional bandwidth）=BW3dB/f0×100[%]，也常常使用来表征滤波器通带带宽.拔出损耗（Insertion Loss）：由于滤波器的引入对电路中原有信号带来的衰耗，以中心或截止频率处损耗表征，如要求全带内插损需强调.纹波（Ripple）：指1dB或3dB带宽（截止频率）范围内，插损随频率在损耗均值曲线基础上动摇的峰-峰值.带内动摇（Passband Riplpe）：通带内拔出损耗随频率的变更量.1dB带宽内的带内动摇是1dB.带内驻波比（VSWR）：衡量滤波器通带内信号是否杰出匹配传输的一项重要指标.抱负匹配VSWR=1：1，失配时VSWR<1.对于一个实际的滤波器而言，知足VSWR<1 BWdBBWdBdiv>在入射波和反射波相位相同的地方，电压振幅相加为最大电压振幅Vmax ，形成波腹；在入射波和反射波相位相反的地方电压振幅相减为最小电压振幅Vmin ，形成波节.其它各点的振幅值则介于波腹与波节之间.这种合成波称为行驻波.驻波比是驻波波腹处的电压幅值Vmax与波节处的电压幅值Vmin之比.回波损耗（Return Loss）：端口信号输入功率与反射功率之比的分贝（dB）数，也等于|20Log10ρ|，ρ为电压反射系数.输入功率被端口全部吸收时回波损耗为无穷大.回波损耗，又称为反射损耗.是电缆链路由于阻抗不匹配所发生的反射，是一对线自身的反射.从数学角度看，回波损耗为-10 lg [(反射功率)/(入射功率)].回波损耗愈大愈好，以减少反射光对光源和系统的影响.阻带抑制度：衡量滤波器选择性能好坏的重要指标.该指标越高说明对带外干扰信号抑制的越好.通常有两种提法：一种为要求对某一给定带外频率fs抑制多少dB，计算方法为fs处衰减量As-IL；另外一种为提出表征滤波器幅频响应与抱负矩形接远程度的指标——矩形系数（KxdB<1），KxdB=BWxdB/BW3dB，（X可为40dB、30dB、20dB等）.滤波器阶数越多矩形度越高——即K越接近抱负值1，制作难度当然也就越大.延迟（Td）：指信号通过滤波器所需要的时间，数值上为传输相位函数对角频率的导数，即Td=df/dv.带内相位线性度：该指标表征滤波器对通带内传输信号引入的相位失真大小.按线性相位响应函数设计的滤波器具有杰出的相位线性度.特性指标1、特征频率：1）通带截频fp=wp/（2p）为通带与过渡带鸿沟点的频率，在该点信号增益下降到一个人为规定的下限；2）阻带截频fr=wr/（2p）为阻带与过渡带鸿沟点的频率，在该点信号衰耗下降到一人为规定的下限；3）转折频率fc=wc/（2p）为信号功率衰减到1/2（约3dB）时的频率，在很多情况下，常以fc作为通带或阻带截频；4）固有频率f0=w0/（2p）为电路没有损耗时，滤波器的谐振频率，复杂电路往往有多个固有频率.2、增益与衰耗滤波器在通带内的增益并不是常数.1）对低通滤波器通带增益Kp一般指w=0时的增益；高通指w→∞时的增益；带通则指中心频率处的增益；2）对带阻滤波器，应给出阻带衰耗，衰耗定义为增益的倒数；3）通带增益变更量△Kp指通带内各点增益的最大变更量，如果△Kp以dB为单位，则指增益dB值的变更量.3、阻尼系数与品质因数阻尼系数是表征滤波器对角频率为w0信号的作用，是滤波器中暗示能量衰耗的一项指标.阻尼系数的倒数称为品质因数，是*价带通与带阻滤波器频率选择特性的一个重要指标，Q= w0/△w.式中的△w为带通或带阻滤波器的3dB带宽，w0为中心频率，在很多情况下中心频率与固有频率相等.品质因数电学和磁学的量.暗示一个储能器件（如电感线圈、电容等）、谐振电路中所储能量同每周期损耗能量之比的一种质量指标；串联谐振回路中电抗元件的Q值等于它的电抗与其等效串联电阻的比值；元件的Q值愈大，用该元件组成的电路或网络的选择性愈佳.在串联电路中，电路的品质因数Q有两种丈量方法，一是根据公式 Q=UL/U0=Uc/U0测定，Uc与UL分别为谐振时电容器C与电感线圈L上的电压；另外一种方法是通过丈量谐振曲线的通频带宽度△f=f2-f1，再根据Q=f0/(f2-f1)求出Q值.式中f0为谐振频率，f2与f1是失谐时，亦即输出电压的幅度下降到最大值的1/√2（=0.707)倍时的上、下频率点.Q值越大，曲线越尖锐，通频带越窄，电路的选择性越好.4、活络度滤波电路由许多元件构成，每一个元件参数值的变更都会影响滤波器的性能.滤波器某一性能指标y对某一元件参数x变更的活络度记作Sxy，定义为：Sxy=(dy/y)/(dx/x).该活络度与丈量仪器或电路系统活络度不是一个概念，该活络度越小，标记着电路容错才能越强，稳定性也越高.5、群时延函数当滤波器幅频特性知足设计要求时，为包管输出信号失真度不超出允许范围，对其相频特性∮(w)也应提出一定要求.在滤波器设计中，常常使用群时延函数d∮(w)/dw*价信号经滤波后相位失真程度.群时延函数d∮(w)/dw越接近常数.。

HFSS,天线,滤波器,学习记录

1）根据腔数和整体尺寸确定大致腔体尺寸2）单腔仿真，确定谐振杆和调谐杆的半径r1,r2，3）根据元件值计算理论耦合系数,然后做双腔仿真固定2）中得到的参数不变，对两腔间距W作参数扫描调整，输出K-W曲线，使得W满足K要求4）计算理论需要的Qe，再做单端口Qe仿真，调整连接引线接在谐振杆上的位置T直至符合要求5）根据以上得到的数据整体仿真6）得到的曲线很不理想，再调整获得合适的中心频率,带宽，但是通带衰减过大的问题始终无法解决随后对T调整，发现T越大反而通带衰减越小，而以前看到资料上说，中心抽头接入的位置应尽量靠近谐振杆的短路端，我现在选T=1.8mm，通带衰减最好才-13分你要用软件仿真腔体滤波器得到一个理想的结果是比较困难的,一般只要仿真出来有波形的样子,并且保证中心频率和带宽满足要求就可以加工了.一般都是能实调出来的.如果你非要在软件中调个好的波形出来,那就要不断的调整耦合以及有载Q值.其中影响最大的是K12和有载Q值,你调试的主要精力需要放在改变一二腔的距离,抽头高度,以及第一腔的加载螺钉上.过程是比较烦琐的,祝你早日成功!很多问题可以直接再论坛里搜索,比百度,好对哦了1、看下频率（因为这是后面HFSS或者CST仿真要用的单腔频率）2、看带宽和近端抑制点以及插损（这个可以用相关软件仿比如MA TLAB或者COUPLEFILA 仿真下需要几阶，几个传输零点以及交叉耦合的方式。

一般阶数越少，插损越好，抑制越插）3、再根据带宽所需要的耦合系数用HFSS或者CST仿真下，看谐振杆的间距或者耦合窗口应该定多大。

4、开始排腔，以及投入初样（一般开始做初样前还可以拿Desinger把电路仿真下，因为Desinger里面可以改变每个腔的Q值等，进行验证，看设计是否有明显的错误）5、调试，这个其实就是看个人的水平了，多动手多思考第四步排完腔一般我会用HFSS或者CST仿下Q值，看能否达到第二步用解析软件计算时预设的Q值，如果达不到就要重新考虑方案了看懂规范书抑制损耗回波功率互调温补要了解，先看通带曲线确定节数几传输零点个数零点实现形式和对应位置以及Q多少满足综合指标，仿单腔确定频率和Q值，观察几个元件间距（影响功率因素），后布局几点重要建议：布局的空间合理性和结构紧凑，生产可操作性，各个通道（单腔大小）分配均匀，功率要求尽量内部各个间距加大，互调高要对连接器表面处理材料光洁度做要求温补要考虑材料的不同环境下发生形变对指标的影响另外选用几种形式：交指梳状平行耦合，这就要看个人喜好了对于窄带滤波器来说，仿真频率必须放在中心频率上，收敛：maximum number 设置个几十，maximum delta s:0.02.看过一些资料，对耦合系数和端口外部Q值的计算都已了解，现在在仿真上有些问题，向大家请教一下第一个就是耦合会使谐振频率下降，所以仿真时会让单腔的谐振频率稍微高一些，那么一般应该高多少呢？第二个就是比如1、2两个腔的耦合窗尺寸已经调好了，耦合系数K12在中心频率和理论值差不多，接着在仿真2、3两个腔的时候，调节2、3腔之间耦合窗口大小使耦合系数K23与理论差不多的时候，谐振频率已经偏离了中心频率，这种情况接着怎么处理呢？需要调节什么参数呢？第三个就是在HFSS里用本征模仿真外部Q值的时候发现Q值与理论值一样的时候，此时的谐振频率与中心频率不一致，这种情况该如何处理呢？一，一般缩个15%~20%,原则上你能调回来就好二，改变谐振杆高度调频率啊，尽量在中心频率下算窗尺寸三，还是改变谐振杆的高度吧正耦合系数（磁耦合）可以很简单的通过腔与腔之间各种形状的开孔实现，《现代微波滤波器的结构与设计》里面有对应的相关公式。

滤波器与耦合电容

实施生产许可证制度管理的电力线阻波器及结合滤波器产品单元划分为电力线阻波器产品、结合滤波器产品，共二个单元，其规格划分如下（见表一、表二）：
表一电力线阻波器产品的规格划分
序
号
产品规格
序
号
产品规格
额定连续
电流（A）
额定短时电流（kA）
主线圈额定电感(mH)
额定连续
电流（A）
额定短时
电流（kA）
主线圈
15000,20000
2
200
5
800
3
400
6
1000
2 工作机构
国家质量监督查验检疫总局(以下简称国家质检总局)负责电力线阻波器及结合滤波器产品生产许可证统一管理工作。
国家质检总局内设全国工业产品生产许可证办公室（以下简称全国许可证办公室）负责电力线阻波器及结合滤波器产品生产许可证管理的日常工作。
JL结合滤波器是电力线载波通道中高频信号的结合设备，用以传输有效的高频信号，同时抑制工频电流及带外的干扰信号，是保证通信质量，设备及人身安全所不可缺少的重要设备。由于电力架空的波阻抗约为４００欧，电力电缆的波阻抗约为１００欧或７５欧，因此利用结合滤波器与他们起阻抗匹配作用，以减小高频信号的衰耗，是高频收发信机受到的高频信号功率最大，同事利用结合滤波器进一步是高频收发信机也高压线路隔离，以保证设备及人身安全。结合滤波器与耦合电容器一路组成带通滤波器。
企业生产电力线阻波器及结合滤波器产品必备的生产设备和检测设备…………（6）
电力线阻波器及结合滤波器产品生产许可证企业实地核查办法…………………（6）
电力线阻波器及结合滤波器产品生产许可证查验规则……………………………（6）
6证书和标志………………………………………………………………………………（9）

滤波器功率容量仿真

1功率容量仿真1.1 不同级数滤波器功率容量的仿真以下各图为4 ~8级切比雪夫滤波器的响应曲线和各谐振腔所承受的功率。

其中心频率均为1950MHz ，带宽均为100MHz ，回波损耗均为20dB ，输入功率均为40dBm 。

06.耦合滤波器的功率容量分析

耦合滤波器的功率容量分析目录1概述 (2)2功率容量的仿真分析 (2)2.1击穿场强的仿真分析 (2)2.2最大场强的仿真分析 (2)2.2.1整体模型仿真法 ............................................................................. 错误！未定义书签。

2.2.2单腔本征模分析法： (3)2.2.3单腔模型对比法： (4)3分析举例 (5)第1页,共5页1 概述射频带通滤波器通常由多个谐振器以及相互之间的耦合构成，为了能够产生传输零点，通常需要不相邻的两个谐振器之间的耦合，这种不相邻的耦合称作交叉耦合。

本文主要介绍交叉耦合滤波器的电路模型分析与综合方法。

2 功率容量的仿真分析滤波器输入功率越高，内部场强越大，当内部电场强度超过击穿场强时，将引起气体电离导通，形成短路，大功率在内部释放，产生的热量同时使得空气温度升高，加速气体的电离，形成恶性循环。

对于镀银的同轴腔滤波器来说，热量使得表面温度升高，导致镀银层迅速氧化，形成氧化银黑点。

已知击穿场强b E ，和1瓦功率输入时的滤波器内部最大场强m E ，从电磁原理可知，滤波器输入功率和内部场强的平方成正比，滤波器的功率容量为：公式1.2⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=b m E E P2.1 击穿场强分析击穿场强b E （V/m ）主要和温度e T （℃）、气压a P （毫米汞柱）、峰值功率持续时间p τ（秒）、频率ω（Hz ），有效距离eff L （cm ）密切相关。

公式2. 163226222064000101375⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡++⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=p eff c b p L p v p E τω式中，公式3.⎪⎩⎪⎨⎧⨯=+=p v T P p ce a 9105273273 2.2 最大场强的仿真分析滤波器最大场强的仿真有两个途径：一是通过滤波器的模型综合，结构尺寸综合获得整个滤波器的精确尺寸，把滤波器的整个结构模型放入电磁仿真软件（HFSS ，CST 等）去仿真，分析得到内部最大场强，HFSS 缺省的输入功率是1瓦，这种分析方法称作整体模型分析法。

滤波器主要参数与特性指标-滤波器的主要性能参数之欧阳术创编

滤波器的主要参数（Definitions）：中心频率（Center Frequency）：滤波器通带的频率f0，一般取f0=（f1+f2）/2，f1、f2为带通或带阻滤波器左、右相对下降1dB或3dB边频点。

窄带滤波器常以插损最小点为中心频率计算通带带宽。

截止频率（Cutoff Frequency）：指低通滤波器的通带右边频点及高通滤波器的通带左边频点。

通常以1dB或3dB相对损耗点来标准定义。

相对损耗的参考基准为：低通以DC处插损为基准，高通则以未出现寄生阻带的足够高通带频率处插损为基准。

通带带宽（BWxdB）：指需要通过的频谱宽度，BWxdB=（f2-f1）。

f1、f2为以中心频率f0处插入损耗为基准，下降X （dB）处对应的左、右边频点。

通常用X=3、1、0.5 即BW3dB、BW1dB、BW0.5dB 表征滤波器通带带宽参数。

分数带宽（fractional bandwidth）=BW3dB/f0×100[%]，也常用来表征滤波器通带带宽。

插入损耗（Insertion Loss）：由于滤波器的引入对电路中原有信号带来的衰耗，以中心或截止频率处损耗表征，如要求全带内插损需强调。

纹波（Ripple）：指1dB或3dB带宽（截止频率）范围内，插损随频率在损耗均值曲线基础上波动的峰-峰值。

带内波动（Passband Riplpe）：通带内插入损耗随频率的变化量。

1dB带宽内的带内波动是1dB。

带内驻波比（VSWR）：衡量滤波器通带内信号是否良好匹配传输的一项重要指标。

理想匹配VSWR=1：1，失配时VSWR<1。

对于一个实际的滤波器而言，满足VSWR<1 BWdBBWdBdiv>在入射波和反射波相位相同的地方，电压振幅相加为最大电压振幅Vmax ，形成波腹；在入射波和反射波相位相反的地方电压振幅相减为最小电压振幅Vmin ，形成波节。

其它各点的振幅值则介于波腹与波节之间。

现代滤波器设计讲座(00腔体耦合滤波器综合技术)选编

msN
m1N L
mNN
mNL

msL m1L L mNL 0
腔体耦合滤波器的拓扑结构图
拓扑结构图实质上反映了腔体滤波器腔体之间的组合状态（比耦合矩阵表示更直观，具体）。
拓扑结构的表示方式：用实心的园点代表滤波器的腔体。用空心园点代表源和负载。用实连线表示它们之间主耦合，用虚线表示交叉耦合。
不同类型滤波器体积和Q值比较
不同类型滤波器寄生通带比较
不同类型滤波器可调范围比较
现代滤波器设计讲座（一）
腔体滤波器的基本理论
电子科技大学贾宝富博士
腔体耦合滤波器设计的基本思路
从集中参数低通原型出发，经过频率变换获得集中参数电路模型。然后用不同的结构去实现。
由耦合矩阵出发设计腔体耦合滤波器。
现代滤波器设计讲座（一）
腔体耦合滤波器综合技术
电子科技大学贾宝富博士
序言
随着现代通讯系统的快速发展，无线电频谱也变得越来越拥挤。无线电通讯系统对微波滤波器的要求也越来越高。除了要求微波滤波器具有高选择性之外，还对通带内群时延和幅度的一致、滤波器的功率容量、滤波器的温度稳定性和无源交调等都提出了越来越高的要求。
传输函数求留数
合矩阵
广义切比雪夫滤波器的传输函数
由N个交叉耦合谐振器组成的无耗两端口微波网络，
其传输函数和反射函数可表示成两个N阶多项式之
非谐振节点
广义切比雪夫滤波器的优势
能通过引入有限频率的传输零点而不用增加滤波器阶数来提高通道的选择性。
通过特定的交叉耦合，广义切比雪夫滤波器可以产生复数传输零点，以改善通带内的群时延特性。
传输零点位置可以任意指定，增加了设计的灵活性。