Ka波段窄带带通滤波器研究
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一
、
‘ 厶， 面２ ， ＋Ｌ－ ∞ 志＋Ｌ １ ．ｌ∞） ∞ ， ２ １
‘
ｌ ： ｌ ¨
’
厶 ＋ 志
Ｚ・ 一 一 ０（ ｚ ） “ （ ＋ ）（ ＋ ０ ・ Ｚ） （） ３ 为 了 简 化 分 析 ， 令 厶： Ｉ ２ Ｉ 且 为 了 便 于 匹 配 ｃ：ｃ ： ，
势。
【 关键词 】发 夹型谐振腔 ；带通滤波 器；高性能 ；压制 【 中图分类号 】ＴＮ７ ３＋ １． ５ 【 文献标识码 】Ａ
【 文章编号 】１０ — １１２ １）５ ０３ — ２ ０ ８ １５ （０ ００ — ０ １ ０
（ ）引言 一
进入 ２ 世纪 ，人类进入 了信 息时代 ，对信息的价值越来 １ 越重视 ，对通信 的要求越来越高 ，各 种通信系统相继 发展起 来 。与此 同时，信 号频域变得越 来越 拥挤 ，使得用户 间产生 串扰的可能性大大提 高 。为 了避 免各 个频道之间 的串扰 ，保 证高质量的通 信，要求系统具有高选择性 ，高 的带外抑制度 。 为 了完成无线通信 系统选择特 定频率，抑制不需要频率成分 ， 并将需要 的成分无损耗 传输的任务 ，微波 滤波器起到 了至 关 重要的作用 。微波滤波 器的性能 ，很大程 度上决定 了射频信
理 论 可知 ， 一 条 终 端 开 路 的 半波 长 微 带 线 可 以等 效 为 一 个 串 联 谐 振 电 路 ， 而 微 带 线 的两 端 相 当 于 两 个 电容 接 地 ， 这 样 可 以画 出单 个 Ｈ ｉｐ ｎ谐 振 腔 的 等 效 电路 ，如 图 １ ａ ｒｉ 。
图 ２ 等效 电路 模 拟曲线
号 的 质 量 ，直 接 影 响 到 系 统 的性 能 。本 文 采 用 微 带 滤 波 器 中 比较 成 熟 的发 夹 形 结 构 ，仿 真 并 优 化 了一 个 中心 频 率 处 于 Ｋ ａ
Ｚ＝０ ０ ５ Ｄ，代入以上各式，可以算出是关于频率 的关系
式 ，利 用 该 表 达 式 ，令 ０ 取 不 同 的值 ，得 到 一 组 的 值 ， 得 ２
器 ， 初 原 型 来源 于 Ｃ ｍ ａ ｉｏ ｅｗ ｅ ｕ Ｂ ｎ ｌ ｓ ｉａ 最 ｏ ｐ ｒ ｓｎＢ ｔ ｅ ｎＫ － ａ ｄＣ ａ ｓ ｃ ｌ
ａ ｄ Ｃ ｏ ｓ Ｃ ｕ ｌ ｄ ￣ ｃ ｏ ｔ ｉ ａ ｒ ｉ ｉ ｔ ｒ 。在 此 设 ｎ ｒ ｓ — ｏｐ ｅ ｄ ｒ ｓｒ ｐ Ｈ ｉｐ ｎ Ｆ ｌ ｅ ｓ ｉ
根 据 参 考 文 献 中 的对 电 磁场 奇 偶 次 模 的 理 论 分 析 ，可 以 对 图 １中 的等 效 电路 进 行 分 析 。
计 中 ，采 用 相 对 介 电常 数 为 ２ ２的 Ｒ ／ ８０介 质 基 片 ，微 带 ． Ｔ５８
线导带采用 ３ 厚 的金 ，宽度 为 ０ ２ ． 毫米 。
．
到 图 ２ 。
波段 的极 高频 窄带带通滤波器 。
（ ）发夹 型结 构谐振 腔 二
发夹型结构是 一种小型化 的滤波器结构 ，被广泛的研究 和使用 。Ｃ ｉｔ ｌａ ｄＦ ａ ｋ １６首先将半波长谐振器折叠起 ｒ ｓａ ｎ ｒ ｎ ｅ 来，形成一个 字形结构 ，称作 Ｈ ｉｐ ｎ谐振腔 。由微带线 ａｒ ｉ
２１ ０ ０年 第 ５期 （ 第 １ ９期 ） 总 ２
大 众 科 技
ＤＡ ＺＨｏＮＧ ＫＥ Ｊ
Ｎｏ ５， ０１ ． ２ ０
（ ｕ ｌ ｉｅｙＮ ．２ ） Ｃ ｍｕａ ｖ ｌ ｏ１ ９ ｔ
Ｋ ａ波段 窄带带通滤波器研 究
苏渊ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（ 电子科技 大学，四川 成都 ６ ０ ５ １０ ４）
【 稿 日期 】２ １— ３ ０ 收 ００ ０— ５
。 如
：
＼
■
Ｆ
ｎ
ｆ ／ 。
Ｊ ｝ｒ
－ ＿
５ ｏ
ｍ
—
ｊ
％
壶
２ ６
南
３ ｏ
图 ３ 滤 波 器初 始 结 构 及 其 仿 真 曲 线
【 作者 简介】苏渊红 （ ９６ ） １８ 一 ，男 ，电子科技 大学电路 与 系统硕 士研 究生 ，研 究方向为射频与微波 电路研 究设计 。
．
３１．
在优化过程中，将主要针对谐振腔宽度 Ｃ ，改变谐振腔长 度Ｌ 。上下谐振腔 间距 ｄ ，谐 振腔之 间距 离 ｗ 、ｂ这几个变量 进行一些探索 ，寻求这些参数 的变化 与滤 波器波形的关系 ， 并最终得到一个 比较好的仿真 曲线 。由于 该过程 比较繁琐 ， 在此 ，只列举 ２ 比较有代表意义 的参数作说 明。 个
【 摘 要 】为 了避免频域 日益拥挤 带来的通信 串扰 ，提 高通信 质量 ，高选择性的滤波 器被广泛地 关注和使 用，并成 为通信
系统 中至 关重要的 器件。文章基 于发 夹型谐振腔 ，设计 了工作 于 Ｋ 波段 的窄带带通 滤波 器，并对 其进行 了不断地优 化和改进 。 ａ 在此过程 中，发现 了一种可 以压制 Ｓ ｌ的方法。最终得到 的滤波器各 项指 标较 好 ，且体积较小 ，在 同类滤波器 中具有一定的优 ｌ
２１
从图 ２可以看 出，等 效电路 计算 出的 曲线为一个带通 滤 波器 。该 图是在 厶：Ｇ：ｃ ：１ １ 的情 况下得到 的，实际中这
几个 元件 的值 会 很 小 ，得 到 的中 心 频 率 会 相 应 的提 高 。同 时 ，
这个 波形是在单一 的谐 振腔 的条件下 得到的 ，故带 宽很小 。 当多个谐振腔共 同工作 ，通过仿真 软件对各 自的耦合 关系进
行 调 整 ， 让 它 们 之 间 的 耦 合 关 系 调 整 的 比较 好 ，就 可 以将 带
几
图 １ 发 夹 型谐 振 腔 等 效 电路
宽拓 宽，同时达到其它性 能的要求 。
（ ）交 叉 匹配发 夹形 极 高频 窄带 带通 滤波 器 三
发夹型 结构作为一种紧 凑型的结构 ，在滤 波器设计 中被 广泛使用 ，并延伸 、变化 出 了很多新 的结 构。本文 中的滤波
、
‘ 厶， 面２ ， ＋Ｌ－ ∞ 志＋Ｌ １ ．ｌ∞） ∞ ， ２ １
‘
ｌ ： ｌ ¨
’
厶 ＋ 志
Ｚ・ 一 一 ０（ ｚ ） “ （ ＋ ）（ ＋ ０ ・ Ｚ） （） ３ 为 了 简 化 分 析 ， 令 厶： Ｉ ２ Ｉ 且 为 了 便 于 匹 配 ｃ：ｃ ： ，
势。
【 关键词 】发 夹型谐振腔 ；带通滤波 器；高性能 ；压制 【 中图分类号 】ＴＮ７ ３＋ １． ５ 【 文献标识码 】Ａ
【 文章编号 】１０ — １１２ １）５ ０３ — ２ ０ ８ １５ （０ ００ — ０ １ ０
（ ）引言 一
进入 ２ 世纪 ，人类进入 了信 息时代 ，对信息的价值越来 １ 越重视 ，对通信 的要求越来越高 ，各 种通信系统相继 发展起 来 。与此 同时，信 号频域变得越 来越 拥挤 ，使得用户 间产生 串扰的可能性大大提 高 。为 了避 免各 个频道之间 的串扰 ，保 证高质量的通 信，要求系统具有高选择性 ，高 的带外抑制度 。 为 了完成无线通信 系统选择特 定频率，抑制不需要频率成分 ， 并将需要 的成分无损耗 传输的任务 ，微波 滤波器起到 了至 关 重要的作用 。微波滤波 器的性能 ，很大程 度上决定 了射频信
理 论 可知 ， 一 条 终 端 开 路 的 半波 长 微 带 线 可 以等 效 为 一 个 串 联 谐 振 电 路 ， 而 微 带 线 的两 端 相 当 于 两 个 电容 接 地 ， 这 样 可 以画 出单 个 Ｈ ｉｐ ｎ谐 振 腔 的 等 效 电路 ，如 图 １ ａ ｒｉ 。
图 ２ 等效 电路 模 拟曲线
号 的 质 量 ，直 接 影 响 到 系 统 的性 能 。本 文 采 用 微 带 滤 波 器 中 比较 成 熟 的发 夹 形 结 构 ，仿 真 并 优 化 了一 个 中心 频 率 处 于 Ｋ ａ
Ｚ＝０ ０ ５ Ｄ，代入以上各式，可以算出是关于频率 的关系
式 ，利 用 该 表 达 式 ，令 ０ 取 不 同 的值 ，得 到 一 组 的 值 ， 得 ２
器 ， 初 原 型 来源 于 Ｃ ｍ ａ ｉｏ ｅｗ ｅ ｕ Ｂ ｎ ｌ ｓ ｉａ 最 ｏ ｐ ｒ ｓｎＢ ｔ ｅ ｎＫ － ａ ｄＣ ａ ｓ ｃ ｌ
ａ ｄ Ｃ ｏ ｓ Ｃ ｕ ｌ ｄ ￣ ｃ ｏ ｔ ｉ ａ ｒ ｉ ｉ ｔ ｒ 。在 此 设 ｎ ｒ ｓ — ｏｐ ｅ ｄ ｒ ｓｒ ｐ Ｈ ｉｐ ｎ Ｆ ｌ ｅ ｓ ｉ
根 据 参 考 文 献 中 的对 电 磁场 奇 偶 次 模 的 理 论 分 析 ，可 以 对 图 １中 的等 效 电路 进 行 分 析 。
计 中 ，采 用 相 对 介 电常 数 为 ２ ２的 Ｒ ／ ８０介 质 基 片 ，微 带 ． Ｔ５８
线导带采用 ３ 厚 的金 ，宽度 为 ０ ２ ． 毫米 。
．
到 图 ２ 。
波段 的极 高频 窄带带通滤波器 。
（ ）发夹 型结 构谐振 腔 二
发夹型结构是 一种小型化 的滤波器结构 ，被广泛的研究 和使用 。Ｃ ｉｔ ｌａ ｄＦ ａ ｋ １６首先将半波长谐振器折叠起 ｒ ｓａ ｎ ｒ ｎ ｅ 来，形成一个 字形结构 ，称作 Ｈ ｉｐ ｎ谐振腔 。由微带线 ａｒ ｉ
２１ ０ ０年 第 ５期 （ 第 １ ９期 ） 总 ２
大 众 科 技
ＤＡ ＺＨｏＮＧ ＫＥ Ｊ
Ｎｏ ５， ０１ ． ２ ０
（ ｕ ｌ ｉｅｙＮ ．２ ） Ｃ ｍｕａ ｖ ｌ ｏ１ ９ ｔ
Ｋ ａ波段 窄带带通滤波器研 究
苏渊ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（ 电子科技 大学，四川 成都 ６ ０ ５ １０ ４）
【 稿 日期 】２ １— ３ ０ 收 ００ ０— ５
。 如
：
＼
■
Ｆ
ｎ
ｆ ／ 。
Ｊ ｝ｒ
－ ＿
５ ｏ
ｍ
—
ｊ
％
壶
２ ６
南
３ ｏ
图 ３ 滤 波 器初 始 结 构 及 其 仿 真 曲 线
【 作者 简介】苏渊红 （ ９６ ） １８ 一 ，男 ，电子科技 大学电路 与 系统硕 士研 究生 ，研 究方向为射频与微波 电路研 究设计 。
．
３１．
在优化过程中，将主要针对谐振腔宽度 Ｃ ，改变谐振腔长 度Ｌ 。上下谐振腔 间距 ｄ ，谐 振腔之 间距 离 ｗ 、ｂ这几个变量 进行一些探索 ，寻求这些参数 的变化 与滤 波器波形的关系 ， 并最终得到一个 比较好的仿真 曲线 。由于 该过程 比较繁琐 ， 在此 ，只列举 ２ 比较有代表意义 的参数作说 明。 个
【 摘 要 】为 了避免频域 日益拥挤 带来的通信 串扰 ，提 高通信 质量 ，高选择性的滤波 器被广泛地 关注和使 用，并成 为通信
系统 中至 关重要的 器件。文章基 于发 夹型谐振腔 ，设计 了工作 于 Ｋ 波段 的窄带带通 滤波 器，并对 其进行 了不断地优 化和改进 。 ａ 在此过程 中，发现 了一种可 以压制 Ｓ ｌ的方法。最终得到 的滤波器各 项指 标较 好 ，且体积较小 ，在 同类滤波器 中具有一定的优 ｌ
２１
从图 ２可以看 出，等 效电路 计算 出的 曲线为一个带通 滤 波器 。该 图是在 厶：Ｇ：ｃ ：１ １ 的情 况下得到 的，实际中这
几个 元件 的值 会 很 小 ，得 到 的中 心 频 率 会 相 应 的提 高 。同 时 ，
这个 波形是在单一 的谐 振腔 的条件下 得到的 ，故带 宽很小 。 当多个谐振腔共 同工作 ，通过仿真 软件对各 自的耦合 关系进
行 调 整 ， 让 它 们 之 间 的 耦 合 关 系 调 整 的 比较 好 ，就 可 以将 带
几
图 １ 发 夹 型谐 振 腔 等 效 电路
宽拓 宽，同时达到其它性 能的要求 。
（ ）交 叉 匹配发 夹形 极 高频 窄带 带通 滤波 器 三
发夹型 结构作为一种紧 凑型的结构 ，在滤 波器设计 中被 广泛使用 ，并延伸 、变化 出 了很多新 的结 构。本文 中的滤波