介绍 |
| 带状线滤波器在许多射频应用发挥重要作用。随着技术的进步,更严格的要求的过滤器是必需的。其中一个要求是过滤器的密实度。在非常高的频率,实际电感和电容失去其内在特征。也有限范围的组件值可从制造商。因此,微波频率(> 3 ghz),无源滤波器通常是意识到使用分布式电路元素如输电线路部分。许多作品被报道,使用波导传输线滤波器。然而,波导系统笨重且昂贵的。低功耗和带状线和微带更便宜的替代品。这些输电线路紧凑。 Edge-coupled stripline is used instead of microstrip line as stripline does not suffer from dispersion and its propagation mode is pure TEM mode. Hence it is the preferred structured for coupled-line filters. Therefore, a third order chebyshev edge-coupled stripline filter is designed in the research. |
基本理论 |
PARALLEL-COUPLED,半波谐振器过滤器 |
| 图2.1展示了一个通用的结构parallel-coupled(或edge-coupled);使用halfwavelength线谐振器的微带带通滤波器。它们的位置以便相邻谐振器相互平行沿长度的一半。这个平行排列为给定的间距相对较大的耦合谐振器,因此,这种滤波器结构尤其方便构建过滤器有一个更广泛的带宽比end-coupled微带滤波器的结构。 |
| 这种类型的滤波器的设计方程给出 |
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| g0, g1…gn的元素是一个梯形低通原型的归一化截止Ωc = 1,电传飞控的部分带宽和带通滤波器。J J, + 1的特征另外J-inverters Y0和终止的特性导纳。上面的方程将end-coupled过滤器中使用,因为这两种类型的过滤器可以有相同的低通网络表示。然而,实现将是不同的。 |
| 实现J-inverters科举制 |
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设计方法 |
| 给定一个中心频率为2.45 GHz,滤波器通带的带宽的10%,平等的涟漪0.5 db和30 db设计带通滤波器和ISM波段第三阶耦合线路配置为给定的规范。使用FR4和罗杰Ro4003c衬底介电常数4.2的厚度分别为1.58 mm和3.38和3.38毫米。指的是过滤表中给出D。M Pozar[2]找到以下系数为0.5 db和30 db涟漪三阶切比雪夫滤波器。 |
| g1 g0 = 1.0000和1.0000 = 1.5963和3.3487 g2 = 1.0967和0.7117 g3 = 1.5963和3.3487 g4 = 1.0000和1.0000 |
| 这些值低通原型设计与源和负载阻抗等于团结。梯子电路,首先选择一系列元素,g1and g3电感和g2是一个电容器。 |
| 使用(1)和(2)设计方程产生设计参数,其中一半是列在表我,因为对称的过滤器,甚至——和奇模阻抗计算Y = 1 / Z和Z = 50欧姆。 |
| 滤波器设计的下一步是找到耦合微带线的尺寸,甚至表现出所需的奇模阻抗。首先,确定等效单微带形状比(w / d)。然后它可以关联耦合线比单线比率。对于一个单独的微带线 |
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| 使用单行方程找到(w / h) se和(w / h)所以从Zose Zoso。用给定的r ?= 4.2,发现佐薇= 50 w / h大约是1.95。因此,W / h ?2已经选择了这里。2 W h F |
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| 在这一点上,它是能够找到(w / h) se和(w / h)通过应用Zose和Zoso(佐)对单一微带线方程。现在涉及到一个地方到达w / h和s / h为所需的耦合微带线使用近似方程如下的家庭 |
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| 整个微带传输线的介电常数以假设TEM传播。有很多公式,列出eff的计算?。最基本的公式是由Pozar如下:[2] |
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| 一旦确定微带的有效介电常数,引导quasi-TEM模式给出了微带的波长 |
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因此所需的谐振器, |
| 使用耦合微带线的设计方程(3)和(3 b),每一对的宽度和间距quarterwavelength耦合的部分被发现,和列在表二世 |
| 最后过滤布局的确定尺寸如图3.2所示 |
| 部分1和4, |
| s / h = 0.0288 ?s = 0.046毫米和w / h = 1.6106 ?w = 2.54毫米 |
| 部分2和3, |
| s / h = 0.2728 ?s = 0.431毫米和w / h = 2.2368 ?w = 3.53毫米 |
结果和分析 |
| 所有的公式都是在MATLAB编写。MATLAB响应如图3.5所示。如图,MATLAB代码给了中心频率为2.45 GHz。寄生模式的出现由于in-homogeneities微带[7,8]在这里没有显示。 |
结论 |
| 边缘耦合滤波器对不同中心频率和不同基质的模拟,我们发现紧凑设计rogerR04003 c底物适用于频率为2.45 ghz,耦合线路滤波器是一种用于窄带宽的带通滤波器。更广泛的带宽滤波器需要非常紧密耦合线很难制造。这种类型的电容耦合的一个优点是规模较小;它使用四分之一波长,而不是半波谐振器。 |
未来的工作 |
| 身体发育和测量射频滤波器的设计更准确的设计。使用额外的软件,比如广告与MATLAB仿真比较结果,准确地确定最终设计。 |
表乍一看 |
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| 表1 |
表2 |
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数据乍一看 |
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引用 |
- Matthaei、l .年轻和e·m·t·琼斯,微波滤波器、阻抗匹配网络和耦合结构。波士顿,MA: Artech房子,1980。
- d . m . Pozar“微波工程”,第二版,威利和儿子,1998年。
- r·瑞亚高频滤波器设计和计算机仿真。亚特兰大,乔治亚州:高贵的出版,1994年。
- t·爱德华兹,微带电路设计基础,2nd版英国:约翰威利& Sons有限公司,1981年。
- n托莱多。”实用的技术设计微带了发夹谐振器过滤FR4分层”2日全国ECE会议,马尼拉,菲律宾,2001年11月。
- Eagleware公司“TLine计划”,Genesys 8.1版本的,2002年5月,诺。
- t .山口,t .藤井裕久、t·卡瓦依和研究员合作,“Parallel-coupled微带滤波器与定期覆导体coupled-edges杂散抑制,“IEEE MTT-S国际研讨会微波消化,2008。
- k·辛格,”小说在l波段微带滤波器,设计与分析”2005年安捷伦EESoF印度用户组会议,2005。
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