微波滤波器设计培训教程

《微波滤波器设计培训教程》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、新员工培训------微波滤波器基础知识介绍微波及其特点所谓微波是一种具有极高频率（通常为300MHz~300GHz），波长很短，通常为1m~1mm的电磁波。微波具有似光性和似声性、穿透性、信息容量大等特点。滤波器的基本原理滤波器顾名思义就是对电磁波信号进行过滤，让需要的信号通过，抑制不需要的信号，主要目的为了解决不同频段、不同形式的无线通讯系统之间的干扰问题，其特性可以用通带工作频段、插入损耗、带内波动、带外抑制、端口驻波比、隔离度、矩形系数、功率容量、群时延指标来描述。滤波器的四种形式低通滤波器低通滤波器电路原型滤波器的四种形式

2、高通滤波器滤波器的四种形式带通滤波器带通滤波器电路原型滤波器的四种形式带阻滤波器带通滤波器技术指标通带工作频段即滤波器允许通过电磁波的频率范围。通带的理解在生产过程提供的技术指标规定严格了的，不需要怎样的去按照上面的定义去具体计算。也可以这样说，如果我们的差损要求是0.8db，通带需要10M的带宽，那么我们的通带就可以说成是0.8db带宽为10M.带通滤波器技术指标插入损耗又称衰减,在理想情况下，插入到射频电路中的理想滤波器，不应在其通带内引入任何功率损耗.然而现实中我们无法消除滤波器固有的,某种程度的功率损耗.插入损耗定量的描述了

3、功率响应幅度与0dB基准的插值,其数学表达式为:其中PL是滤波器向负载输出的功率,Pin是滤波器从信号源得到的输入功率,一般希望插入损耗越小越好。带通滤波器技术指标带内波动在规定的带宽内,插入损耗最大点减去最小点的即为带内波动。又叫带内波纹或者通带波纹。指通带内信号幅度的起伏程度，也受限于谐振器的固有Q值，一般希望尽可能的小。带通滤波器技术指标带外抑制又称阻带抑制,理想的滤波器是矩形的，通带内的信号全部通过，通道外的信号全部过滤掉，但实际情况是，只能过滤掉一部分能量，带外抑制度反应了对过滤信号的衰减幅度,对不需要的频率点，信号的抑制

4、能力，一般希望尽可能的大，并在通带范围外陡峭的下降，通常取带外与带宽为一定比值的某一频率的衰减值作为此项指标。带外抑制这个概念实际上还是属于损耗的范畴，只是我们现在所说指的是在通带外，信号的衰减已经被抑制得比较充分，这个具体的损耗值就是带外抑制的值。带通滤波器技术指标端口驻波比端口驻波是衡量滤波器性能的一个关键指标，反应滤波器件与系统中其它部件的匹配程度。当系统不匹配时,馈线上同时存在入射波Ei和反射波Er。在入射波和反射波相位相同的地方，入射波电压与反射波电压的幅度相加形成一个最大电压振幅Emax，称为波腹；而在入射波和反射波相位

5、相反的地方电压幅度相减形成一个最小电压振幅Emin，称为波节。其它各点电压的幅度值则介于波腹与波节之间，这种合成波称为驻波。带通滤波器技术指标电压驻波比则是波腹电压与波节电压的比值，即Ei为入射波电压,Er为反射波电压,当ZL和Z0都为实数时带通滤波器技术指标该指标另一个含义相同的名称是回波损耗，单位为分贝（dB），二者可如下换算：带通滤波器技术指标隔离度为了区分在有两个或者两个以上通带情况下（例如双工器，合路器）相互通带之间的带外抑制，这时我们统一称带外抑制为隔离。以双工器为例说明：收发隔离是指在网络分析仪的两个通道分别接rx与t

6、x端，而ATN端接50欧姆负载时，整个频段（TX的高端点与RX的低端点之间的带宽）或者两个通带内（RX频带内和TX频带内）s12或者s21的值。带通滤波器技术指标矩形系数矩形系数是60dB带宽3dB带宽的比值,它描述了滤波器在截止频率附近响应曲线变化的陡峭程度:带通滤波器技术指标功率容量滤波器能承受的最大信号通过功率，滤波器的脉冲功率容量由其中强电场对介质的击穿来确定，这与滤波器的结构和介质强度有关。通常同轴线和带状线结构的功率容量至少要比矩形波导小6、7倍，而矩形波导又比圆波导小4倍左右.带通滤波器技术指标群时延信号通过滤波器时的

7、延迟时间，可用以下公式表示：其中φ为滤波器电压转移函数Ea/EL的相位，对于N个谐振器的带通滤波器，通带内的群时延可近似估计为：反射时延滤波器单节的反射时延可近似估计为：实际调试中可以调节抽头耦合线的高度及粗细等来调节滤波器指标的测试双工器测试示意图：网络分析仪PORT1PORT2TXANTRX(发射)(天线)(接收)双工器50Ω网络分析仪PORT1PORT2TXANTRX(发射)(天线)(接收)双工器50ΩRX测试图形TX测试图形滤波器的实现形式集总参数滤波器微带线、带状线滤波器同轴腔体滤波器波导滤波器介质滤波器同轴谐振腔滤波器其

8、结构排列比较灵活，适合于100MHz－40GHz频段带通滤波器的设计，在当今移动通信频段领域使用最多的当是同轴腔，它的基本原理是根据四分之一开路线和二分之一短路线所等效的LCR谐振电路。在实际的产品研发和生产中，我们使用了改进的双同轴