实验四_微波射频带通滤波器设计

（1） 确定指标: 特性阻抗Z0=50Ω, 截止频率fc=75MHz, 阻带边频 fs=100MHz,通带最大衰减LAr=3dB,阻带最小衰减LAs=20dB。
特性阻抗： 上通带边频： 下通带边频： 上阻带边频： 下阻带边频： 通带内最大衰减： 阻带最小衰减 ：
Z0=50Ω f1=75+5=80 MHz f2=75-5=70 MHz f=75+15=90 MHz f=75-15=60MHz LAr=3dB LAs=30dB
-80 0
20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
freq, MHz
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例2：设计一个L-C切比雪夫型带通滤波器,中心频率为75 MHz, 3dB带宽为 10MHz, 波纹为1dB, 工作频带外75±15MHz的衰减大于30dB, Z0=50Ω。
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1.4 滤波器的低通原型
滤波器低通原型为电感电容网络, 其中元件数和元件值只与通带 结束频率、 衰减和阻带起始频率、 衰减有关。设计中都采用表格而 不用繁杂的计算公式。
巴特沃士、 切比雪夫的低通原型电路结构
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1.5 滤波器的四种频率变换
由低通原型滤波器经过频率变换,就可得到低通、 高通、带通、 带阻四种实用滤波器。定义阻抗因子为
Z0
g g
0 0
, ,
Y0
g
为电阻
0
g
为电导
0
低通变换：
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LA
10lg
Pin PL
dB
Pin和PL分别为输出端接匹配 负载时的滤波器输入功率和 负载吸收功率。
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3
低通
带通
带阻
高通
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三种滤波器函数
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1.2 滤波器的技术指标
（1）工作频率：滤波器的工作频率范围
（2） 插入损耗：由于滤波器的介入,在系统内引入的损耗
（3） 带内纹波：插入损耗的波动范围
（4） 带外抑制:规定滤波器在什么频率上会阻断信号,是滤 波器特性的矩形度的一种描述方式。也可用带外滚降来描 述,就是规定滤波器通带外每多少频率下降多少分贝。 （5）承受功率：在大功率发射机末端使用的滤波器要按大 功率设计,元件体积要大,否则,会击穿打火,发射功率急剧下 降。
（1） 确定指标: 特性阻抗Z0=50Ω, 截止频率fc=75MHz, 阻带边频 fs=100MHz,通带最大衰减LAr=3dB,阻带最小衰减LAs=20dB。
（2） 计算元件级数n：
co1sh 1L 0 A/s10 1/1L 0 A/r10 1
ห้องสมุดไป่ตู้
n
co1s h s
n取最接近的整数,则n=5
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1. 巴特沃士：已知带边衰减为3dB处的归一化频率Ωc=1、截止衰减LAs 和归一化截止频率Ωs,则元件数n由下式给出,元件值由下表给出。
nlg1( 00.1LAS1) 2lgs
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2. 切比雪夫，已知带内衰减与波纹指标LAr、归一化频率Ωc=1、截止衰 减LAs和归一化截止频率Ωs,则元件数n由下式给出,元件值由下表给出。
co1sh 1L 0 A/s10 1/1L 0 A/r10 1
n
co1s h s
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1.3 滤波器的设计的经典方法
低通原型综合法步骤：
（1）由衰减特性综合出低通原型 （2）再进行频率变换，变换成所设计的滤波器类 型 （3）计算滤波器电路元件值 （4）微波结构实现电路元件，并用微波微波仿真 软件进行优化仿真。
（2）计算相关参数
f0 f1f27.48， 3FBW f2f11M 0 Hz
s1ffX 02LfXL F1B W 3.33， 3s2fXU ffX 02LF1B W 2.778
s MI(NX1,X2)2.778
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dB(S(2,1)) dB(S(1,1))
m1
m3
freq=23.00MHz freq=75.00MHz
dB(S(2,1))=-0.998 dB(S(2,1))=-3.214
m1
m3
0
m2
freq=100.0MHz
-20
m2 dB(S(2,1))=-24.990
-40
-60
（3）查表求原型元件值gi,
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（4）计算实际元件值
低通变换：
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（5）画出电路结构，进行电路仿真
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高通变换：
带通变换：
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带阻变换：
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二、集总参数滤波器
例：设计一个L-C切比雪夫型低通滤波器,截止频率为75 MHz,衰减为3 dB,波纹为 1dB, 频率大于100 MHz,衰减大 于20 dB，Z0=50Ω。
实验四_微波射频带通滤波器设计
实验四
一、滤波器原理
1.1 滤波器的概念
P in
~
O
f
滤 波 器
P L
ZL
O
f0
f
如图所示的双端口网络, 设从一个端口输入一具有均匀功率谱的 信号,信号通过网络后,在另一端口的负载上吸收的功率谱不再是均匀的, 也就是说,网络具有频率选择性,这便是一个滤波器。
通常采用工作衰减来描述滤波器的衰减特性：