宽带LC带通滤波器优化设计及其Matlab仿真

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2、四日鋈堑垂董：童堂生g塑道洹速墨垡丝逡让壁基坚呈!!呈垒堕墓宽带LC带通滤波器优化设计及其Matlab仿真梁红玉，陈冬梅，胡煜(桂林电子科技大学信息与通信学院，广西桂林541004)摘要：宽带滤波器是宽带通信系统中基本的电路单元，因此对宽带滤波器的设计及其优化有着非常重要的意义。在宽带滤波器原理的基础上提出一种宽带滤波器的优化设计方法，即采用影像参数法的定K式和m导出式进行组合优化设计LC带通滤波器，并用Matlab仿真进行参数的调整，最终达到获得滤波性能良好的宽带LC带通滤波器。该方法在实际应用中获得了很

3、好的效果。关键词：宽带滤波器；影像参数法；优化设计；定K式中图分类号：TN713文献标识码：A文章编号：1004—373X(2010)15一0114—03OptimizedDesignofBroadbandLCBand-passFilterandItsMatlabSimulationLIANGHong—yu，CHENDong—mei，HUYu(SchoolofIMormationandCommunication，GuilinUniversityofElectronicTechnology，Guilin541004，Chin

4、a)Abstract：Broadbandfilterisanessentialcircuitunitinbroadcommunicationsystem，whichhasanimportantsignificanceforthedesignandoptimizationofthebroadbandfilter．Akindofoptimizeddesignmethodforbroadbandfilterispresentedinthepaper．Inthisdesign，thetypeKandthetypemderivedf

5、ilteroftheimageparametersmethodwereoptimizedandcom-binedtOdesignaLCband-passfilter(BPF)，thenitsLCparameterswasmodifiedthroughMatlabsimulationtOobtainthebestfilteringcapability．ThebroadbandLCfilterdesignedinthispaperhasperfectapplicationinanactualproject．Keywords：b

6、road-bandfilter；imageparametersmethodloptimizeddesignstypeK0引言滤波器作为通信技术的重要组成部分，其宽带技术的发展也越来越受到人们的关注[1≈]。目前滤波器的设计主要有两种方法：即网络综合设计法和影象参数设计法[3

7、。在滤波器设计中，由于影像参数设计法容易直接的控制电路结构，所以它是滤波器设计理论的基础。当然，目前影像参数法并不是滤波器设计的主流，目前仍在大量的使用[3q]a本文提出了一种宽带LC带通滤波器的影像参数法优化设计方案，即结合采用影像参数法的定K式和m

8、导出式，分别设计相应的低通、高通滤波器，将其级联后得到初步的宽带带通滤波器；然后利用Matlab进行仿真调试，对比设计要求和滤波器响应特性，反复调整滤波器LC参数，以获得最好的滤波性能。由于这种滤波器通频带相当宽，这要得到好的传输特性以及理想的终端匹配，设计难度较大。这对于宽带滤波器的设计具有一定的现实意义。1LC滤波器影像参数法影像参数法是从传输线理论出发的经典方法，又叫收稿日期：2010—03—24114特性参数或对象参数设计法‘3。。按此法设计的滤波器有定K式、m导出式等。1．1定K式滤波器所谓定K式是指这类滤波器的

9、梯形结构中，其串联臂阻抗zl和并联臂阻抗z2的积是一不随频率变化的常数船。因为K具有电阻量纲，所以又把它写成R，即：Z122=K2=R2(1)两阻抗具有这种关系时，称互为倒量。K式滤波器可以采用T形和Ⅱ形的基本单元(如图1)。现以低通滤波器为例，T形和Ⅱ形低通滤波器的实际电路如图1所1r示，这里五=jc正，Z2=专，所以Z1Z2=R2=告。I‘L^一L，／串臂＼1]多Kr2h工：工二：‘blII型电路图1K式低通滤波器由文献[1]知，T形阻抗为：zT—R丽㈣Ⅱ形阻抗为：罢万方数据磊=R／^／1一f旦1(3)V＼Ⅲc，0式中

10、：∞。=专为截止频率。、『乙CK式滤波器的优点是计算容易，且节点越多，品质越高。其缺点有二：一是在阻带内，远离截止频率的衰减很大，但靠近截止频率处的衰减性能不理想；二是在整个通带范围内的阻抗匹配比较困难。1．2推演m式滤波器tn式滤波器是以K式滤波器为基础推演出来的，如图2所示。由于K式滤波与m式滤波级