现代滤波器设计讲座(00腔体耦合滤波器综合技术)概要.ppt

结束语 腔体耦合滤波器是一种具有普遍意义的窄带滤波器结构。研究这种结构的设计具有重要意义。 在谐振腔数量相同的条件下，广义切比雪夫滤波器在通带附近的具有选择性好、插损小的特点。 滤波器的谐振腔体有多种类型，包括介质谐振器、同轴谐振器、波导谐振器、螺旋谐振器和平面结构谐振器等。 * * * * 轮型拓扑结构及其消元过程 轮型和折叠型 结构一样也是 阶最多可以实现 个传输零点 轮型结构是CT，CQ结构综合的基础 CT,CQ拓扑结构 CT：cascaded triplet CQ：cascaded quadruplet CT，CQ结构可以独立实现一个或两个传输零点，而与其它腔体无关，故这种结构具有调试方便，利于大批量生产的优点，运用相当广泛。 CT单元电路的传输特性 CQ单元电路的传输特性 CQ单元电路的传输特性 CT，CQ结构的消元过程 最后三个腔（5 6 7）形成一个传输零点 后，耦合矩阵满足关系： 用消元的办法可以将CT结构向前移动 7阶的例子： 根据带通到低通的变换公式： 其中， 是归一化频率。 是带通滤波器频率。 是带通滤波器中心频率。 是相对带寛。 耦合矩阵综合实例 滤波器各项参数 阶数 回波损耗 中心频率： 带宽： 传输零点位于：28GHz和31GHz 耦合矩阵综合实例 五阶非对称滤波器各多项式的根 传输零点， 的根 反射零点， 的根 传输或反射奇点， 的根 1 -4.1429j -0.9479j -0.2074-1.1354j 2 1.9677j 0.9597j -0.5529-0.6759j 3 0.6389j -0.1523+1.1074j 4 -0.5599j -0.6619+0.0828j 5 0.0598j -0.4687+0.7717j 耦合矩阵综合实例 其中， 确定传输零点 确定反射零点 确定传输或反射极点 然后根据 、 和 ，写出 ， 的表达式： 然后就是可求出 以及 、 和的值。具体的计算结果如表所示。 耦合矩阵综合实例 由此得滤波器的初始耦合矩阵 耦合矩阵综合实例 耦合矩阵综合实例 经化简后得： 耦合矩阵小结 表示不同腔体（源或负载）之间的耦合。 为正表示电耦合； 为负表示磁耦合。 表示第 个 谐振腔的谐振频率与中心频率的差异。 对某一个特定的滤波特性耦合矩阵不是唯一的。 在一些特定条件下，改变耦合矩阵的符号滤波器特性不变。 定理一 改变与某一个谐振腔相联系的所有耦合矩阵元素 的符号，滤波器的滤波特性不变。 定理二 对没有交叉耦合的滤波器结构，改变任意两个腔体（源或负载）之间耦合的极性，滤波器的滤波特性不变。 滤波器闭合环方法 带通滤波器的耦合框图中，任意画一个闭合圆，将与该圆相交的耦合路径全部反号（电耦合变成磁耦合，磁耦合变成电耦合）滤波器响应不变 与闭合环相交两次，极性不变 滤波器闭合环方法 广义切比雪夫滤波器设计软件 腔体耦合滤波器综合设计软件 目前腔体耦合滤波器综合设计软件比较多。国外一些网站也提供一些有一定限制的设计设计环境。我指导我的学生也编制了一个软件“MDesign2007”可以很方便地完成设计工作。 输入参数： 滤波器阶数 ； 要求的反射损耗等； 指定传输零点。 进行折叠型拓扑结构综合 点击 异型拓扑结构综合 点击 注意：有部分耦合系数由于舍入误差，没有完全消零，可以当零处理，结果不受影响。以下均做这样的处理。所得耦合矩阵的拓扑结构为： 轮型拓扑结构综合 点击 注意：由于异型，轮型都是在折叠型的基础上进行综合的，故必须保证先点击了折叠型后，再点击异型或轮型进行耦合矩阵综合。 转换为工程中实际使用的参数 自耦合系数变为每个腔的谐振频率 归一化的耦合系数变为实际的耦合系数 观察的群时延变换情况 点击 此时按钮会变为 可以交替观察群时延和S参数。 例1--四腔滤波器（1-4腔耦合） 四腔滤波器综合设计结果 S参数 四腔滤波器S参数仿真计算结果 四腔滤波器群时延仿真计算结果 群时延 例2--四腔滤波器（1-3、1-4腔耦合） 四腔滤波器综合设计结果 四腔滤波器S参数仿真计算结果 S参数 四腔滤波器群时延仿真计算结果 群时延 椭圆函数型滤波器 椭圆函数滤波函数： 其中： 是常数。 是椭圆函数： 椭圆函数型滤波器（续） 其中，M和N是常数。