《射频滤波器》PPT课件

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1、第8章射频滤波器教学重点本章重点介绍了射频滤波器的类型、主要性能指标参数及应用要求；介绍了巴特沃斯、切比雪夫、高斯等基本低通滤波器的特征、电路拓扑与设计方法；介绍了高通、带通、带阻滤波器的实现技术；介绍了耦合微带线滤波器、耦合谐振器滤波器的结构和特性。教学重点教学重点掌握：巴特沃斯、切比雪夫、高斯等基本低通滤波器的特征、电路拓扑与设计方法；高通、带通、带阻滤波器的实现技术。了解：常见的射频滤波器类型及结构特征。熟悉：耦合微带线滤波器和耦合谐振器滤波器。能力要求本章目录第一节常见的射频滤波器第二节滤波器的基本结构第三节滤波器的基

2、本分析方法第四节低通滤波器原型第五节滤波器设计方法第六节耦合线滤波器知识结构射频滤波器常见的射频滤波器陶瓷滤波器薄膜体声滤波器晶体滤波器声表面波滤波器镜像参量法插入损耗法LC滤波器巴特沃斯低通滤波器滤波器的基本结构滤波器的基本分析方法低通滤波器原型滤波器设计方法耦合线滤波器线性相位低通滤波器切比雪夫低通滤波器高斯低通滤波器频率变换阻抗变换Richards变换单位元件法Kuroda规则耦合微带线滤波器耦合谐振器滤波器§8.1常见的射频滤波器8.1.1LC滤波器由电感L和电容C元件构成的滤波器称为LC滤波器，通常可分为一般LC滤波

3、器、谐振回路滤波器和耦合回路LC滤波器。一般LC滤波器可实现低通、高通、带通和带阻等各种功能，谐振回路LC滤波器一般只能实现带通和带阻（或陷波）两种功能，而耦合回路LC滤波器通常仅实现带通的功能。LC低通滤波器的半节低通滤波器的两半节级联§8.1常见的射频滤波器8.1.2晶体滤波器晶体谐振器不但可以用作振荡器还可以用来制作滤波器。晶体滤波器具有且体积小和重量轻的优点，并且由于晶体的Q值很高，易于实现窄带的带通或带阻滤波器。晶体滤波器的电路与衰减特性晶体滤波器具有中心频率稳定，带宽窄，边沿衰减陡峭的特点。晶体滤波器的相对带宽只有

4、千分之几，在许多情况下限制了其应用。§8.1常见的射频滤波器8.1.3陶瓷滤波器压电陶瓷材料经直流高压电场极化后，可以得到类似于石英晶体中的压电效应，其等效电路也和晶体谐振器相同。但陶瓷滤波器的品质因数较晶体小得多（约为几百），但比LC滤波器的品质因数高，且串、并联频率间隔也比较大。因此，陶瓷滤波器的相对带宽较大。高频陶瓷滤波器的工作频率可以从几兆赫至到上百兆赫，并且其相对带宽可从千分之几至10％。简单的陶瓷滤波器是在单片压电陶瓷上形成双电极或三电极，它们相当于单振荡回路或耦合回路。性能较好的陶瓷滤波器通常是将多个陶瓷谐振器接

5、入梯形网络而构成。它是一种多极点的带通（或带阻）滤波器。单片陶瓷滤波器通常用在放大器射极电路中取代旁路电容。由于陶瓷滤波器的Q值比通常电感元件高，滤波器的通带衰减小，带外衰减大，矩形系数较小。§8.1常见的射频滤波器8.1.4声表面波滤波器声表面波滤波器（SAW）器件是一种利用沿弹性固体表面传播机械振动波的器件。在压电固体材料表面产生和传播、且振幅随深入固体材料的深度增加而迅速减小的弹性波称为声表面波（SAW），它具有能量密度高和传播速度慢的特点。声表面波滤波器结构示意图在声表面波滤波器中，叉指换能器一般是均匀的，也可以对指长

6、、指宽或者叉指间隔进行加权，这样就可以得到幅频特性更好，或者满足特殊幅频特性要求的滤波器。§8.1常见的射频滤波器8.1.5薄膜体声滤波器由Agilent公司于2000年开发的薄膜体声谐振器是一项新型电、声谐振技术，它具有声表面波滤波器的优点，而且完全以半导体制造工艺制作，且因其滤波的原理决定于薄膜厚度（并非线宽），所以更易达到高频的应用。同时，体声波组件具有插入损耗低、体积小、承受功率高、整合兼容性高等优点，因此，被广泛用来作为现代无线通信系统中的主要的频率整形器件，如滤波器、双工器和振荡器或VCO中的谐振器等。薄膜体声表面

7、波组件是利用压电薄膜电磁能与机械能互相转换的机制来达到谐振器功能的，薄膜的耦合系数、声速、薄膜厚度等参数决定着Q值、带宽、中心频率等性能指标。目前薄膜体声表面波谐振器的结构以SMR结构最为简单，且与目前半导体制造工艺兼容性好，因此极具发展潜力。§8.2滤波器的基本结构从工作频率范围来看，滤波器可以分为低通、高通、带通和带阻滤波器四种基本类型，它们理想的幅度频率响应如下图所示：四种基本滤波器实际的滤波器实现形式是根据不同的传递函数对理想特性的逼近，可以分为巴特沃斯、切比雪夫、椭圆函数等基本滤波器，它们的幅度频率响应如下图所示：三

8、种低通滤波器的衰减曲线§8.2滤波器的基本结构滤波器的主要技术指标有：1、通带插入损耗：理想的滤波器不应对通带内的信号引入损耗，然而实际的电路中总是会引入一定的功率损耗，称为插入损耗。其定义为信号源输入功率与负载得到的功率之比：其中是信号源的输入功率，是负载得到的功率，是从信