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    技术文章

    一款超高频带通滤波器的一设计方案

    发布日期:2014-4-18 16:48:31

    一款超高频带通滤波器的一设计方案在无线通信系统中至关重要,起到频带№和信道选择的一作用,并且能滤除谐波,抑制杂散 。事实上    ,对于大多数现代的一设计,射频/微波模拟软件是一个绝对必要的一、评估性能的一工具 。美国安捷伦(Agilent)公司|快乐彩票网推出的一大型EDA软件Advanced DesignSystem-ADS就是其中的一佼佼者,也是国内各大学№和研究所在微波电路№和通信系统仿真方面使用最多的一软件之一 。本文在理论设计的一基础上    ,利用ADS软件对耦合微带线滤波器进行优化设计,节省了设计时间,提高了方案设计的一精度№和方案设计的一效率 。

      1 理论设计

      1.1 设计指标

      耦合微带线滤波器的一设计指标如下所示:

      (1)通带频率范围:902~928 MHz,中心频率为915 MHz;

      (2)带内波纹小于3 dB;

      (3)阻带损耗:850 MHz以下及950 MHz以上    衰减大于40 dB;

      (4)带内输入/输出端口反射系数小于-20 dB.

      耦合微带线滤波器的一设计采用FR-4作为基片材料→,基片参数为:d=1.6 mm,Er=4.5,tan δ=0.02,铜导体的一厚度t=0.035 mm.

      1.2 理论计算︻

      当频率达到或接近GHz时,滤波器通常由分布参数元件构成,分布参数不 仅可以构成低通滤波器,而且可以构成带通№和带阻滤波器 。平行耦合微带传输线由两个无屏蔽的一平行微带传输线紧靠在一起构成,由于两个传输线之间电磁场的一相互作用,在两个传输线之间会有功率耦合,这种传输线也因 此称为耦合传输线 。平行耦合微带线可以构成带通滤波器,这种滤波器是由1 4波长耦合线段构成,是一种常用的一分布参数带通滤波器 。当两个无屏蔽的一传输线紧靠一起时,由于传输线之间电磁场的一相互作用,在传输线之间会有功率耦合,这种传输线称之为耦合传输线 。根据传输线理论,每条单独的一微带线都等价为小段串联电感№和小段并联电容 。每条微带线的一特性阻抗为Z0,相互耦合的一部分长度为L,微带线的一宽度为W,微带线之间的一距离为S,偶模特性阻抗为Ze,奇模特性阻抗为 Z0.单个微带线单元虽然具有滤波特性,但其不 能提供陡峭的一通带到阻带的一过渡 。如果将多个单元级联,级联后的一网络可以具有良好的一滤波特性 。滤波器设计首先要选择适当的一低通滤波器原型,滤波器的一阶数可以根据950 MHz频率点的一衰减大于40 dB的一要求确定 。利用带通滤波器频率变换公式如下:

      

      要在低通滤波器原型的一相应归一化频率点Ω=2.64处获得40 dB的一衰减,滤波器的一阶数至少为N=4,则需要采用5节耦合微带线级连 。根据设计指标中需要的一衰减№和波纹,选定采用切比雪夫设计方法,则可知具有3 dB波纹的一4阶切比雪夫滤波器的一元件参数为g0=1,g1=3.438 9,g2=0.748 3,g3=4.347 1,g4=0.592 0,g5=5.809 5.

      耦合微带线带通滤波器中传输线的一奇模、偶模通过公共接地板产生耦合效应,并导致了奇模特性阻抗№和偶模特性阻抗,其公式分别如下所示: