微波工程cad期末设计报告2

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA《微波工程CAD》期末设计报告设计题目：耦合腔体滤波器的设计姓名：学号：专业：电子与通信工程学院：物理电子学院授课教师：贾宝福7设计指标要求：根据下表格，要求设计其中通路2对应的滤波器。序号项目单位需求规格（研发填写）需求规格(供应商)差异说明功能/性能指标通路1(PORT2)MHz806~960（PORT2～PORT1）通路2(PORT3)MHz1710~1880（PORT3～PORT1）通路4(PORT

2、5)MHz2400~2500（PORT5～PORT1）端口驻波比≤1.3端口隔离度dBc≥80dB插入损耗dB≤0.8dB三阶互调dBc≤-140dBc(+43dBm×2)带外抑制dBc≥80dB最大输入功率W100端口阻抗ohm50带内波动dB≤0.6接头形式N-F生命周期成熟FIT(失效率)FITS500ppm环境适应性要求工作温度范围℃-30~50存储温度范围℃-40~55一．理论分析微波滤波器被广泛的应用于微波通信、雷达导航、电子对抗、卫星通信、导弹制导、测试仪表等系统中，是微波和毫米波系统中不可缺少的重要

3、器件，其性能的优劣往往直接影响整个通信系统的性能指标。1、微波滤波器分类72、微波滤波器一些理论（1）Q值与谐振微波滤波器是由谐振回路以某种方式排列再通过耦合结构把这些谐振回路组合在一起构成的。不同的谐振回路，谐振频率的范围和Q值差别很大。因此，不同结构的滤波器适合不同的工作频率和带寛。LC滤波器、声表面波/体声波滤波器、螺旋滤波器、梳状滤波器的工作频率比较低。介质滤波器、波导滤波器工作频率比较高。谐振回路Q值高、滤波器工作带寛可以做的比较窄。（2）滤波器的性能指标a.频率范围和带宽bw：对于带通和带阻滤波器而言，

4、也指衰减加大到某一确定值时的频率范围，如称为1dB通带带宽或1dB阻带带宽。带宽决定着滤波器分离信号中相邻频率成分的能力——频率分辨率。b.插入损耗：插入损耗即描述了通带内的功率损耗大小。其表达式为：c.回波损耗（Reflection Loss缩写RL）：回波损耗是描述滤波器性能的一个敏感参数，同时回波损耗（RL）、驻波系数（VSWR）和反射系数（）三个参数是相关的，通常用来表征滤波器反射特性。回波损耗的公式定义以及三者之间的关系为：d.带外抑制（Rejection缩写RJ）：在给定的频率下，带外信号的插入损耗大于

5、最小带内信号的插入损耗的数值。e.带内波动：指通带内信号的平坦程度，即通带内最大衰减与最小衰减之间的差别，一般用dB表示。f.品质因数Q：描述滤波器的频率选择性的强弱，分有载和无载两种情况。设计软件一、设计过程：l选择逼近函数逼近函数有，最平坦型（Butterworth）、等波纹型(Chebyshev)和椭圆函数型。切比雪夫滤波器结构简单，工程上容易实现。如果滤波器体积和造价允许，本设计选择切比雪夫型。7该滤波器工作在低频段，但功率容量大，所以考虑使用梳状结构腔体，空间耦合。梳状结构腔体的谐振频率主要由谐振杆的长度

6、和加载电容的大小决定。如果，加载电容不大，谐振杆的初始长度定为略小于1/4波长。加载较重，长度应小于1/4波长或更短。梳状结构腔体的大小和杆的粗细主要影响腔体Q值。可根据谐振杆的尺寸适当选择腔体尺寸和谐振杆其它尺寸的初值。通过单腔本征求解可得：谐振频率；通过计算与工作模式相邻模式的频率，确定寄生通带的大概位置；通过计算腔体Q值，确定滤波器的插损；通过计算腔体内的场分布，确定滤波器电场最大点的位置和场强。其次考虑腔体间耦合，最终完成滤波器设计。图1单腔模型7图2计算耦合系数模型图3计算有载Q值模型7图4最后总体模型一

7、、设计结果：1.设计尺寸参数72.S11/S12图一、设计结果分析：由仿真结果可以看出：设计结果基本达到设计指标，美中不足的是S11没有达到-20dB，只达到-15dB，改进设计的地方可以从这方面入手。7