滤波器概述:
微波滤波器属于二端口器件,其主要功能是使所需信号通过电路而衰减至最低,同时使无用信号的能量尽可能反射回输入端(或吸收消耗),即实现通带范围内信号的无损耗传输和阻带范围内信号的最大衰减(反射抑制或吸收损耗),其本质依然是一个选频器件。微波滤波器已经广泛应用在微波通信、雷达或射频参数测量系统中,其中带通滤波器的应用更为广泛[1-4]。
目前,带通滤波器的评价指标包括通带工作频带(含双频带等)、插入损耗、回波损耗和群时延等。假定端口1为带通滤波器的输入端口,端口2为带通滤波器的输出端口,则其指标参数表达如下[1-4]:
从藕合线带通滤波器出发,分别介绍其理论分析、电路仿真、实物制作及测试结果。其中,使用的射频板材信息为 F4B 板,介电常数为 2.65 ,板厚为1mm ,其他参数可以忽略。
滤波器原理介绍:
图 1.1 为基于藕合线结构的带通滤波器理想电路图。该滤波器电路结构包含两对藕合线,中间为公共连接点。其中两对藕合线的偶奇模特性阻抗分别为几和 Zie和Zio(i=1,2), 其电长度分别为Q1和Q2,端口阻抗设为Z0 。
一般情况下,如果要构建一个工作频率点为 f0 的理想藕合线带通滤波器,达到理想性能,则其 S 参数应该满足以下条件 :S11=0(通带内),S21=0(通带外)。设计参数满足的公式如下[18]:
这里假定藕合线带通滤波器的工作中心频率点为 2 GHz ,该频率点对应的电长度分别为Q1和Q2: ,此处设Q1=Q2=π。第一个反射零点fp和第三个传输零点fz可以这样表达[18]
显然,指定Zie和Zio(i=1,2)的值就可以确定对应的fp和fz。