微波滤波器的设计及实例

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1、滤波器（Filter）（一）滤波器之种类以信号被滤掉的频率范围来区分，可分为「低通」（Lowpass）、「高通」（Highpass）、「带通」（Bandpass）及「带阻」（Bandstop）四种。若以滤波器原型之频率响应来分，则常见有「巴特沃斯型」（Butter-worth）、「切比雪夫I型」（TchebeshevType-I）、「切比雪夫II型」（TchebyshevType-II）及「椭圆型」（Elliptic）等几类。若以使用组件型态来分，则可分为「主动型」（Active）及「被动型」（Passiv

2、e)两类。其中「被动型」又可分为「L-C型」（L-CLumped）及「传输线型」（Transmissionline）。而「传输线型」以其结构不同又可分为「平行耦合型」（ParallelCoupled）、「交叉指型」（Interdigital）、「梳型」（Combline）及「发针型」（Hairpin-line）等不同型态。这里以较为常使用的「巴特沃斯型」（Butterworth）、「柴比雪夫I型」（TchebeshevType-I）为例，说明其设计方法。60（二）「低通滤波器」设计方法(A)「巴特沃斯型」（

3、ButterworthLowpassFilter）步骤一：决定规格。电路特性阻抗（Impedance）:Zo(ohm)通带截止频率（CutoffFrequency）:fc(Hz)阻带起始频率（StopbandFrequency）:fx(Hz)通带衰减量（MaximumAttenuationatcutofffrequency）:Ap(dB)阻带衰减量（MinimumAttenuationatstopbandfrequency）：Ax(dB)步骤二：计算组件级数（Orderofelements，N）。，N取最接

4、近的整数。步骤三：计算原型组件值（PrototypeElementValues，gK）。步骤四：先选择「串L并C型」或「并C串L型」，再依公式计算实际电感电容值。（a）「串L并C型」（b）「并C串L型」60（B）「切比雪夫I型」（TchebyshevType-ILowpassFilter）步骤一：决定规格。电路阻抗（Impedance）:Zo(ohm)通带截止频率（CutoffFrequency）:fc(Hz)阻带起始频率（StopbandFrequency）:fx(Hz)通带涟波量（MaximumRipp

5、leatpassband）:rp(dB)阻带衰减量（MinimumAttenuationatstopband）：Ax(dB)步骤二：计算组件级数（Orderofelements，N）。，其中N取最接近的奇整数。采用奇整数是为了避免「切比雪夫低通原型」在偶数级时，其输入与输出阻抗不相等的情况。步骤三：计算原型组件值（PrototypeElementValues，gK）。其中60步骤四：先选择「串L并C型」或「并C串L型」，再依公式计算实际电感电容值。（a）「串L并C型」（b）「并C串L型」（三）「带通滤波器」

6、设计方法步骤一：决定规格。电路阻抗（Impedance）:Zo(ohm)上通带频率（upperpassbandedgefrequency）:fPU(Hz)下通带频率（lowerpassbandedgefrequency）:fPL(Hz)上截通频率（upperstopbandedgefrequency）:fXU(Hz)下截通频率（lowerstopbandedgefrequency）:fXL(Hz)通带衰减量（MaximumAttenuationatpassband）:Ap(dB)截通衰减量（MinimumA

7、ttenuationatstopband）：Ax(dB)步骤二：计算组件级数（Orderofelements，N）。其中60（1）「巴特渥斯型」（Butterworth），N取最接近的整数。（2）「柴比雪夫型」（TchebyshevType），N取最接近的奇整数。步骤三：计算「低通原型」组件值（PrototypeElementValues，gK），其公式依前所示。并选择「串L并C型」或「并C串L型」，以计算出实际电容（Cp）、电感（Ls）值。（a）「串L并C型」（b）「并C串L型」60步骤四：计算「带通原型

8、」组件转换值。由「低通原型」实际组件值依下列转换对照表计算出「带通原型」实际组件值，并用「带通原型」转换电路取代「低通原型」电路组件，以完成带通电路结构。60图6-2(a)N=5「串L并C型」低通滤波器电路原型图6-2(b)N=5「并C串L型」低通滤波器电路原型图6-2(c)N=5「串L并C型」带通滤波器电路原型图6-2(d)N=5「并C串L型」带通滤波器电路原型60（三）设计实例（A）设计一个3dB截止频率为7