现代滤波器设计讲座(3波导滤波器规划).ppt

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1、波导滤波器设计波导滤波器概述波导滤波器具有插入损耗低、功率容量大和容易批量生产的特点；波导滤波器的工作频率可以达到毫米波波段。主要用于卫星通讯、电子对抗和雷达系统。波导滤波器有以下几种类型：直接耦合波导滤波器；交叉耦合波导滤波器；带抑制谐振器的波导滤波器；使用非谐振结点的波导滤波器；使用过模谐振器的波导滤波器；凋落模波导滤波器；腔体级联耦合波导滤波器对称膜片纵向条带方柱横向条带圆柱矩形波导滤波器常见类型波导滤波器设计举例设计参数：f0=15.35GHzBW=32MHzS11<-20dBS21<-40dB@f0±40MHz滤波器从14.9到15.35GHz连续可调B

2、J-140波导技术参数：a=15.8mm;b=7.9mm;工作频率范围：11.9~18GHz滤波器原型1a)Obtainlow-passprototypeparameters(gi)fromfilterspecifications(seee.g.Matthaei*)f0BWILRL*Matthaei,YoungandJones“Microwavefilters,impedance-matchingnetworks,andcouplingstructures”,ArtechHouse,Norwood,MA,1992Example:f0=15.35GHzBW=32MH

3、zS11<-20dBS21<-40dB@f0±40MHz6thorderChebychevfilterprototypeelementsg0=1.0000g1=0.8836g2=1.3966g3=1.7894g4=1.5528g5=1.6095g6=0.7667g7=1.1524带K变换器滤波器模型1b)CalculateK-inverters(band-passprototypeparameters)Example:K´01=0.0775K´12=0.0048K´23=0.0034K´34=0.0032K变换器的S参数在滤波器中心工作频率K变换器计算模型利用对称

4、面可以简化模型；计算K值；计算附加相移；优化耦合系数Forallcouplings:OptimizecouplingtogivetherightK-invertervalueatthecenterfrequencyCouplingS21(dB)1-16.142-40.403-43.474-43.935-43.476-40.407-16.14diameteroffsetd1=2.50mmdo1=3.845mmd2=3.50mmdo2=3.135mmd3=3.50mmdo3=2.960mmd4=3.50mmdo4=2.972mmd5=3.50mmdo5=2.960mm

5、d6=3.50mmdo6=3.135mmd7=2.50mmdo7=3.845mm优化谐振腔长度Forallresonators:calculateresonatorlength,finetuneuntilthestructureresonatesatthecenterfrequencyDennefigurenerIKKEforførsteresonatorresonatorlengthl1=10.839mml2=11.346mml3=11.395mml4=11.395mml5=11.346mml6=10.839mm滤波器测试结果Designedat15.35GHz

6、Tunablefrom14.9to15.35GHzMeasuredat15.32GHzdatacenteredonf0仿真与测试结果比较利用周期结构提高带外抑制利用EBG结构缩短波导滤波器长度利用交叉耦合产生传输零点波导交叉耦合滤波器的特点受到几何结构的限制波导交叉耦合滤波器多数采用对称结构。ERDEMOFLI,“ANALYSISANDDESIGNOFMICROWAVEANDMILLIMETER-WAVEFILTERSANDDIPLEXERS”,SWISSFEDERALINSTITUTEOFTECHNOLOGYZURICH,DoctoralThesisETHNo.

7、15771E平面金属插片交叉耦合滤波器f0=30.25GHz,BW=500MHzandRL=20dB四腔交叉耦合滤波器returnlossis20dBcenterfrequency11.55GHzbandwidthof200MHz仿真计算结果其中，虚线是无交叉耦合的仿真结果。实线是有交叉耦合的结果。1，2，4腔是TE101模；3腔是TE102模Ka波段四腔交叉耦合滤波器设计f0=30.25GHz,BW=500MHzandRL=20dB仿真计算结果其中，虚线是无交叉耦合的仿真结果。实线是有交叉耦合的结果。1，2，4腔是TE101模；3腔是TE102模实际制作的Ka波

8、段交叉耦合