l波段发夹型微带滤波器的设计

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1、第33卷第1期电子科技大学学报Vol.33No.12004年2月JournalofUESTofChinaFeb.2004L波段发夹型微带滤波器的设计苏永川，何子述，高瑜翔，严济鸿(电子科技大学电子工程学院成都610054)【摘要】介绍了设计发夹型微带滤波器的基本原理和ADS在L波段发夹型微带滤波器设计中的应用，提供了发夹型微带滤波器中发夹型微带谐振器的间距与耦合系数之关系曲线的求取方法，呈现了模型仿真和EM仿真的两种效果，最后给出了L波段5阶发夹型带通滤波器的设计实例和测试结果。关键词L波段;发夹型;带通滤波器;微带滤波器;耦合系数中图分类号TN713.5文

2、献标识码ADesignofHairpinMicrostripFilterwithFrequencyinL-BandSuYongchuan，HeZishu，GaoYuxiang，YanJihong(SchoolofElectronicEngineering,UESTofChinaChengdu610054)AbstractThefundmentalofdesigninghairpinmicrostripfilterandtheapplicationofADSinthedesignofhairpinmicrostripfilterwithfrequencyint

3、heL-bandisintroduced.Theapproachofobtainingtherelationshipbetweenmicrostripresonator’sspacingandmicrostripresonator’scouplingcoefficientisgiven.TheresultsofmodelsimulationandEMsimulationareshown.Atlast,thedesignexampleandmeasuredresultforahairpinbandpassfilteroffifthorderwithfreque

4、ncyintheL-bandaregiven.KeywordsL-band;hairpin;bandpassfilter;microstripfilter;couplingcoefficient微带带通滤波器具有设计简单、制作方便、体积小、成本低且便于集成等优点。微带滤波器在MIC和MMIC中得到广泛的应用。和平行耦合线滤波器结构相比，发夹型带通滤波器具有紧凑的电路结构，在电路尺寸有较严格要求的场合发夹型滤波器得到了较为广泛的应用。随着计算机和EDA技术的迅猛发展，EDA工具中熔入了广大科研工作者的理论研究成果和实践经验，EDA工具的应用在设计中占有十分重要

5、的作用。谐振器间距与谐振器耦合系数之关系曲线可通过做实验来求得，从而确定滤波器中各谐振器之间的间[1]距,该方法实现起来较为复杂。本文根据微带滤波器设计的基本原理与谐振器间距的确定方法，充分利用[2～4]ADS在微带滤波器设计中的优化仿真功能，介绍了一套完整的发夹型微带滤波器设计方法和步骤。按此步骤设计发夹型滤波器，过程简单，设计周期短，且效果较好。本文也给出了一个L波段(1.15～1.48GHz)带通滤波器的设计实例，该滤波器的实测结果比较理想。1发夹型微带滤波器的设计方法1.1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

6、输出方式可采用抽头式和平行耦合方收稿日期：2003-06-27作者简介：苏永川(1971-)，男，硕士生，主要从事接收信道电路设计、信号与信息处理等方面的研究.第1期苏永川等:L波段发夹型微带滤波器的设计17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。滤波器发夹臂长为lg/4,lleg=0/re。l0是滤波器中心频率的自由空间传播波长，有效介电常数ee+-111rrere=+(1)221+(12/)hw式中e是基片的相对介电常数，h是基片厚度，w是微带线线宽。r臂间距较大则可忽略臂间耦

7、合，否则则应考虑臂间耦合。发夹微带线线宽一般取1mm。滤波器设计的关键是确定发夹之间的间距(space:s)和抽头位置(tappingpoint:t)。发夹间距(s)的确定：发夹间距(s)和发夹间耦合系数(couplingcoefficients:k)有对应关系。其关系可作实验求取，这里通过full-waveEM仿真求得。当耦合系数大于1/Q0(Q0为发夹谐振回路的品质因数)时，full-waveEM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10dB以上。其峰值频率分别记为f和f(f

8、=(ffff-+)/()(2)pppp2121图1是