基于微带线的带阻滤波器

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1、四川师范大学成都学院本科毕业设计基于微带线的带阻滤波器前言进入二十一世纪无线通信技术也得到了快速的发展，在现代通信系统中对信号传输的质量要求也越来越高，最基本的过滤器元件滤波器在现代通信系统扮演者重要的角色。从它在微波系统中，位于功率放大器和天线之间在发射机中，由于过滤器阶段中的作用，主信号不会通过天线传播的信号的RF频谱的作用分离出来，从所需信号中抑制干扰信号，从而改善了信号的接收器的信噪比。射频传输线电路中目前广泛使用的是微带线。平面的微带线结构，能够使用印刷电路板的蚀刻电路技术制成有利于固体外部RF组件，以形成各种射频有源电子电路，电子媒体，也可以根据生产的完

2、整底物的电子电路，射频器件和系统可以实现集成，物理和小型化。近年来，随着微波集成电路(MIC)技术的飞速发展，微带电路以其体积小、重量轻、结构简单、加工方便、成本低从而受到了高度的评价。在微波集成电路中也广泛的使用了全平面型结构的微带线滤波器。在微带线滤波器的设计中，设计者使用不同的谐振器以满足自己的设计。滤波器的设计过程中的一项重要技术就是其尺寸的微型化。因为双模谐振器具有双模谐振效应，微带带阻滤波器使用微带线双模谐振器设计，不仅能够降低所需谐振器的使用数量而且还能够节省二分之一波长的传输线，因此这种方法大幅度的缩减了滤波器的尺寸。利用耦合矩阵的方法设计带阻滤波器

3、，根据现实的使用与需要设计一个合理的微带线滤波器。　1基于微带线的带阻滤波器基本理论知识1.1带阻滤波器的分析在无线通信系统中，杂散信号和噪声的抑制是带阻滤波器最基本的功能。基于微带滤波器的频选特质，其在无线通信、微波传输、雷达等领域中都占据极其重要的地位。在各个通信领域中，微带滤波器都是不能够缺少的元件，它的功能可以决定整个系统的通信质量。在二十一世纪，各个通信方式的飞速发展，对微带滤波器的要求越来越苛刻，也带动了这个领域的迅速发展。在现代通信系统中多使用的各种滤波器都是以图1.1-1所示的低通滤波器为原型和基础的。基于基本的低通滤波器，再根据需要加以各种特性变换

4、，就能得到低通、高通包括更复杂的带通和带阻滤波器。21四川师范大学成都学院本科毕业设计1.2集总参数元件电路的分析在射频电路中，仍然可以采用集总参数的分立元件。由集总无源元件构成的LC滤波器是应用最早的一种滤波器，它的设计方法也经过了根本性的变革[2]。双元件负载匹配网络采用的形式，取决于归一化负载阻抗在史密斯圆图上的位置。就现在而言，归一化低通滤波器具有如图1.1-1所示两种结构。图1.1-1基础低通滤波器的结构示意图上图所示的两个电路模型都是能够用来做原型低通滤波器的，电路（a）和电路（b）互为对偶电路，具有同样的频率响应。因为电路的可逆特性，左右两端都可以作为

5、输入端存在。g0=波源内电阻波源内电导gmm=1,…,N=串联电感的电感量并联电容的电容量（1.2-1）gN+1=负载电阻值，当最后一个元件是并联电容时负载电导值，当最后一个元件是串联电感时为了实现所需滤波器的设计，必须对参数进行反归一化设计，以符合实际应用中源阻抗和工作频率的要求。利用低通滤波器原型能够变换到任意源阻抗和任意频率的带阻滤波器，变换的两个过程为阻抗变换和频率变换：频率变换，就是按照一定比例调整标准电感和标准电容的值的方法，把归一化频率转变为显示应用频率ω0的过程。阻抗变换，就是通过对阻抗的表达式做比例变换，用实际源电阻乘低通滤波器原型中的阻抗值得到。

6、低通滤波器原型变换为带阻滤波器，要用到以下的频率变换：21四川师范大学成都学院本科毕业设计ω0ω2-ω1ωω0-ω0ω-1→ω（1.2-2）带阻滤波器的元件值利用式（1-2）中的串联阻抗和并联导纳确定。低通滤波器原型的串联电感有如下的变换关系1jX=jω0ω2-ω1ωω0-ω0ω1L=jωC'-j1ωL'（1.2-3）由上面公式可以得到带阻滤波器的元件值L'和C'为L'=ω2-ω1Lω02=BWLω02（1.2-4）C'=1ω2-ω1L=1BWL（1.2-5）上式表明，低通滤波器原型变换为带阻滤波器，电感转L'换为并联L'C'电路。同样可以得到，低通滤波器原型变换为

7、带阻滤波器，电容转换为串联L'C'电路。L'和C'为L'=1ω2-ω1C=1BWC（1.2-6）C'=ω2-ω1Cω02=BWCω02（1.2-7）上面几个式子从低通滤波器原型到带阻滤波器的变换，只包括频率变换过程，不包括阻抗变换过程。为得到一个满足需要的滤波器，大致需要经过以下几个过程：确认基础低通滤波器的各种变量。通过巴特沃斯滤波器或者切比雪夫滤波器的实现，基于所需的波形与衰减，通过查表确定低通滤波器的基本变量g0，g1...gN，gN+1。选择符合要求滤波器的上频带、下频带和带宽。有了下频带ωL，和上边频ωU及中心频率ω0，可以由下式得到滤波器的带宽：BW