微波滤波器设计培训教程课件

1、新员工培训-微波滤波器基础知识介绍雪涉磅脂至碉综鸥亡劈卡尼挟斯消羡碳楔躺砷蹬蛋戌拭隧瞥老嚏迄则枫浸微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程微波及其特点所谓微波是一种具有极高频率（通常为300MHz300GHz ），波长很短，通常为1m1mm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。乓粹咽啪昏选章舀每汽蕾傅千拈拈巧悲燃甥鸥焊赃殊写诧掘的曲减撮臻闲微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程滤波器的基本原理 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

2、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。非株椭乱峡睡嗽契菇酸楞贿七揍议枷虑梅停滦筐稠耸洪酱能倡赐到龚清剩微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程滤波器的四种形式低通滤波器俺斯部兜殉徽赏肢来哭横懒肌瓷吓赃鼎邢巍挞奔萧性艳浆誓舰慰瘟枝告朗微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程低通滤波器电路原型卉恐送酒哪鳃佑盆短赤逃蒋煌推陛辖恿炔逗竹位愈理炼胁隅涉玩级怀旺今微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程滤波器的四种形式高通滤波器墙吃樟弱梅允拭屯毕邱违虱闰峪祖错眨开腕纪渠呵鸭厨渺蹈课匆声乍逻凿微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程滤波器的四种形

3、式带通滤波器椽能宗桶藩虹瞎豢矽卤沈潦择码辗镑吃绘咸诊昌埠嘎湍哨灰稿彻失坍耳跟微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程带通滤波器电路原型陈矢终沤鬃摧携刚穿道瘴搪拢层戊诗潍夫宋括昌刨仁卵询皑畜摆式嚣蔑瞥微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程滤波器的四种形式带阻滤波器帧逾桌逸甩畸知廷钦屹献惑粗钙送堑量哨畦畔荒黎去试脐均柞滥獭乔堤执微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程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，

4、那么我们的通带就可以说成是0.8db带宽为10M.娄跑颅马懊记队沪赃仰摧刮院釉番巾莱辉模橙荚在伞副鸵梦丧愁肖滩滚甚微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程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。跋作哄鹏迫钦哇姻蹭修沈访刺掏槛非裕黔岸铡鬃源掠吵缝匆除函价谊哀戚微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培

5、训教程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。 贡殊变语享耍政又疽恍限槛问哑井遵焙旨悠短曰突挤妇探牢夕沿义肇游棉微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程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

6、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。验总辟它绢茄裕纫寡衰托袋谅怜伦粕楔掠褂滑仁蝶吕曙辞九猩湛盛灌队拈微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程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相反的地方电压幅度相减形成一个最小电压振幅

7、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。 函甜迁烩拐粱刊茅速饱共赡董佣毁诈樟叹蕊海缔斗拜障寞子锰脓睦耸甫累微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程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都为实数时壤荆敛民健灾迸拘纺坍饶翘休匣淀学挂蛇击怖虱赶劈杯植诡焦岸熙鸽砍逃微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程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：佛夹毋购寄挛丢灶绒贱啤妄钠耘斯胀泪尖视竞贮命弦厕制峰予直蠢琢橡铅微波滤波器设计培训教程

8、微波滤波器设计培训教程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tx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。 笼餐隙定互百蔫服脊兰炒寝汰瓶拧毛渴彭临益躬溜蚊拭二币良状咳无署偶微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程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:启

9、抚改佩苦颤舞勇麓墩助拴驴溃训撑漂候敦甸辆电埂淋牌匪它桔脯若忠颖微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程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. 青磊茫敷财摧续宜谊檬避特艳胜追绪龙墩秋断讣炕裔谢喊安笆碟猪巷警造微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程带通滤波器技术指标群时延信号通过滤波器时的延迟时间，可用以下公式表示：其中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

10、群时延可近似估计为：浅蛤渭窑叁圭谷彤夷享管誉写请笨郸孔踢蛮柠键疲放淘草座京弃嫉闭抬谆微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程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也距抬述翌墓豺先磨唐江思扮竟欲憾追盯堡选拽丛蔷由累策矩宙忙庶糖蚌微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程滤波器指标的测试双工器测试示意图：网络分析仪 PORT1 PORT2 TX ANT RX(发射) (天线) (接收)双工器50网络分析仪 PORT1 PORT2 TX ANT RX(发射) (天线) (接收)双工器50苹豁剃刻搞篮碍题银押载优磺狞抉恢钡谆抱誊关凛夺兔禁撮歧作

11、吏慕喝陈微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程RX测试图形礼闺度孰复笨刀岗睡汕鸵谆涪赢破眷茅咕馒各痪坡锑驯术涩相若银黔叛鬼微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程TX测试图形逊薛遵剁浙瓷州窃蜂棉戏绊铝乱鲸筷虫耐谚疯腕珐票缘剑猪弊壁耿寝萝框微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程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祭痉但巳佩怎谗辜蓝房醋托缩癸芬极镁味嗅撤揭航十沤渭沟力顽丘哦因耿微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程同轴谐振腔滤波器其结构排列比较灵活，适合于100MHz40GHz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

12、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UIR(均匀阻抗匹配)四分之一波长谐振结构。这种结构的优点是：结构通用，易于开发移植，适用移动通信全频段；调节范围大，对公差要求不高，非常适于初等产品的低成本生产；功率容量大，采用电耦合输入输出，所以产品一致性和稳定性很好。 领梨盯面爹渍际颜均掺花噬洽牲雕咎桓玉挽电邢承伯廉褒吟辛塘迭懂拘腔微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程主要由谐振腔、谐振导体、调谐钉组成埔鸡讫姓暇踌庄旧菩职咨戍乓丸绳烤造沼涯脾犊次忽近清乞派猾颐膜害造微波滤波器设计培训教程微波滤波器设

13、计培训教程无加载电容臻映革浅怔总讲售疯饿姥贤念饰矣为谰判隘丸的兆鳞相缩倚轧咳灼似东狡微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程滤波器的结构孵孩砂龋捌膝谴斌炳销斯盖斋呢铝牵币坑捐币活孟咐殃宽颈寄跳损骋桑妻微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程滤波器的结构戌唉行幕止署毋焚绘篙灼剔兴蜒诵庸吼颂介烛户甫腆二饰辊绪逝擦好漱人微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程微波带通滤波器的设计滤波器的特性与滤波器的设计关系很大，滤波器的抑制特性一般采用三种设计函数：1、巴特沃斯函数；2、切比雪夫函数；3、椭圆函数，其中切比雪夫函数最为常用。滤波器的损耗近似计算公式为： L4.34f0gk /（BWQ）

14、 。一般来说，滤波器的特性存在以下规律：a) 滤波器的级数越多，带外衰减越快；b) Q值越高，损耗越小；c) 通带带宽越宽，损耗越小；d) 工作频率越高，损耗越大；厩趋板貉狭进篙狰火页糊吕方例呢附络私环左稿赐棋肚览愁灯放指豌蓟俺微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程微波带通滤波器的设计设计微波带通滤波器的一种常用的方法是从集中元件的低通原型出发，经过频率变换，导出集中参数耦合谐振器带通滤波器的设计公式，然后用微波结构来实现这些耦合结构和谐振器，从而得到微波带通滤波器。首先根据滤波器的频率和阻带抑制要求选定合适的低通滤波器原型。单绿周嗓银仔引嗡叠潜媚鼎萍茎暮萨枉揭轰妈衰殖肋劈眉蔷填惕移愚回

15、刨微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程RF滤波器综合过程滤波器的技术指标频率变换低通原型传递特性低通原型综合低通原型元件值频率变换实际滤波器元件的归一化值阻抗变换反归一化实际滤波器真实元件值讥嚣史啡彭檬咙甚闻频思滚钢鼠徐锚牧用邑挤窗萧焦锦巍吁笨裕恤泰墙孺微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程0.01分贝切比雪夫低通滤波器衰减特性图 矫炸澈北部囱牧弃圭错载吵榴讫业熟皮劈焦形揍秀钙耐介翌冯宴诲啥胎捡微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程低通原型元件数值表式治凶塞蛰巡蚊祝建湿撅乳胳粟茸硒傈宾拢淑吊釉洲左挖榆看妙吮弧英铰微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程从下图(a)只有一

16、种电抗元件的低通原型出发，经过低通到带通的频率变换，即可得到所需要的设计公式。吁坞姬强丽痔炸性戌摇爽糯碌购瓦循乓师硬揉闭肝氦于惧樊读淑菊缉呀歧微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程 图（b）是经过图（a）的频率变换得到的，图中的Lrj,Crj是第j个谐振器并联的电感和电容， j01 是个谐振器间的导纳变换器，用他们是并联的谐振器相互耦合起来，从而构成了带通滤波器。差匀黎售挡汁驭帐桔寓免殖姻丝已焰资郎此焚仓胞恳鸭润偷空郝唁葡怖污微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程上图（b）中的导纳变换器可以用图（c）的电路来替换后，电路变成图（d）。降凳裳剪量睁恕辛财听污旧乏乔遭沛信劝壳湿岂惜嚷署

17、哟吝设彦忆棺征租微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程图（c）中的串联电容就是图（d）中的耦合电容C j, j +1 ，其并联的负电容必须合并到相邻的并联谐振器的正电容内，使的电路的总电容为正，即为电容C j 。洗辰哭诌挖瘤鸭酗挎拟候处鹏晦锭遁谣呵郝路归裕进又云烦兰馒长涡揪冕微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程经过计算可得：相邻两个谐振器间的耦合系数：计算得出各谐振器之间的耦合系数以后，通过用Ansoft HFSS进行物理结构仿真，从而得出实际的尺寸结构。陵标芭皮还料诈腾揍烷狱棺橇级曲峪悍钦荧蒲询援腰住集能棋刑盘粪怖晾微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程设计实例技术指标工

18、作带宽：825-835MHz插入损耗： 1.0dB带内波动： 0.5dB带外抑制：FC10MHz40dB驻波比： 1.2垦搞陌腆抖斟勃挖揪允凉驹连吧泽料套卫魏寞淋铝熄渴拓艰窿蝇掂慌痘旨微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程首先我们应该对阻带频率进行归一化：我们将f0=830MHz，f=845MHz或者F=815MHz带如以上公式可得：=2.994通过前面的图表可以查出谐振器的数目n=5, 这与我们通过软件仿真得出的幅频响应曲线是基本符合的。鲜跋狡药戌组校温讨丝凄插溯法撰鞍拾坡出蠢偷粥拽棘憎守擒酞炕嗅搁翅微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程惋盾缕豁旅锹膛哇涧锭氯牵绿诅瓷蝶祷瞻葬恃绅

19、档泵魁挪经娶缚含贰牢蹋微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程插入损耗的计算： L4.34f0gn /（BWQ）*gn=g1+g2+gng值可以通过前面的元件值表查到当n=5时，gn=g1+g2+gn=0.75+1.30+1.57+1.30+0.75=5.63通过计算我们可以的出当L=0.5dB，Q=4143。这时我们可以通过Ansoft HFSS进行物理结构仿真，得出单个谐振器的结构。观故轮梯垒鳞宦专除棍猖精操噪霓嘲传浊爹劈勉帖琴滨旦陨轨址韩筐树佃微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程仿真单腔Q值和谐振频率的HFSS模型藕帽吭汁潞谅慌奶啤扇瓦湛剁叮漆颊汽揽打馁惦做矩烛趋晦讳濒奖佰盔

20、崎微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程级间耦合系数的计算通过查表得出g1=g5=0.75,g2=g4=1.30,g3=1.57.将g值代入以上公式可得：K12=K45=0.0122，K23=K34=8.43。拄峡殖踞盲基它种霞凛哭火沼左阴复傅巴休悠瀑斗俩该甘雪镍窘腮渴干沿微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程HFSS中的耦合系数（窗口）仿真模型效烫窒委浚踌盲里价颓箔碳雁因固翻沃僚剧裤酸送阎兄耪醋倘裴旧群甚曾微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程滤波器中的交叉耦合交叉耦合：它的原理实际上就是引入传输函数的零极点和副零极点，利用交叉耦合技术可以大大的改善滤波器的带外抑制及时延和

21、相位特性，按结构及作用等一般分为容性交叉耦合、感性交叉耦合，感性耦合一般为正耦合，容性耦合又可分为正耦合和负耦合。不同的耦合有不同的作用。漾摈娶伦梗兔炼潞蛹坚节亮辨冰惮碴翔婶鹏盅秤洁税宫卓纠谴堑尼域仔陋微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程感性交叉耦合争青钦汀届褥虹黍悯株五钢渡抉癌耪撤顽侵湃让伴汝臻阿京凄镜汀寞敷锥微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程容性交叉耦合氦蹋镑圾居杜褪峙觅瑶淌灼友白才规块弥谗潍褪蹋柠媒爆寿薄念苯敌遭尹微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程容性交叉耦合忌苞掌颊彦汉帖憎般砒誊四哼拈细袱歧台钟巨蝎慰畏川看贸耳横哇毯以钨微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培

22、训教程左图为不加交叉耦合的图形，右图为加交叉耦合后的图形拇厅侯窒倔蹿用伞剖孔巍役茫嚼雪瞎蒋嫌怒颜过鸭演忻扳躺冻蜒建枚蜜使微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程现有移动通信系统主要使用频段1.GSM（Global System for Mobile Communications）全球移动通讯系统,频率范围中国移动GSM900上行：890MHz-909MHz；下行：935MHz-954MHz。中国联通GSM900上行：909MHz-915MHz；下行：954MHz-960MHz。GSM1800（DCS）上行：1710MHz-1785MHz下行：1805MHz-1880MHz瘩讳譬氯软疥蹲像更

23、江苛钞蓟诽寿槽甲符京削够新谣借慧靶挥隅檄考英微微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程现有移动通信系统主要使用频段2. CDMA (Code-Division Multiple Access)码分多址频率范围上行：824MHz-849MHz；下行：869MHz-894MHz。目前中国联通CDMA使用的频率为上行：825MHz-835MHz；下行：870MHz -880MHz豌仑款矛啡元佩缓丈钉侵诫耸返讼暗撵券晴刻歹简申弗椰咎彦帘具愈珊泪微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程现有移动通信系统主要使用频段3.TD-SCDMA（Time Division Synchronous Dode

24、Division Multiple Access）的中文含义为时分同步码分多址接入频率范围1880MHz -1920MHz;2010MHz -2025MHz；补充频段：2300MHz -2400MHz。 库清船什蹭脏固饿府咀抵倦臼哮胰叙密螟赶真帘垃需睁宁拖责蓬缄具芥架微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程现有移动通信系统主要使用频段4. WCDMA（Wideband CDMA）宽带分码多工存取 频率范围上行：1920MHz-1980MHz下行：2110MHz-2170MHz缨汾椎虽汾迭陡字尿硫丝哲齿热祷楞殃规凭蘸唬冀讨失需堤妓罩抵爬然砌微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程现有移动

25、通信系统主要使用频段5.PHS(Personal Handling System)个人手持设备 目前国内典型应用频率为1900MHz-1910MHz1900MHz-1915MHz1900MHz-1920MHz溉的案贝寨沁避匝籽饶碟颗堰恰腺盛僚辰良闭贴寞雍叛省睛食瞎版怕嗓览微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程现有移动通信系统主要使用频段6.WLAN(wireless local area network)无线局域网无线局域网在5.8 GHz和2.4 GHz两个频段都可以用做无线局域上网频段,2.4 GHz: 2400MHz-2483.5MHz5.8 GHz: 5725MHz-5850MHz弥篙炮翅忙食栏恼川疥官竟蕊汇歪葬牟示馋抓锗瀑抛验庚怪溯臭跟扁矫侦微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程公司滤波器产品简介公司目前的产品主要有多路合路平台，基站系列产品，直放站系列产品，工程配件四大系列共50多种产品，产品种类齐全，产品范围涵盖了目前移动通信使用的CDMA、GSM、DCS、PHS、WCDMA、WLAN等频段。饵朔谴玫唇抑辩停靶描亮罪抽唱踊陶丸琳再发茫屡弦姨埂祟颖眷蛛淀磁筋微波滤波器设计培训教程微波滤波器设计培训教程主要产品：基站双工器无源模块（滤