波导低通滤波器具体产品

微波MEMS滤波器的研究进展滤波器是射频微波系统必不可少的重要组成部分，性能优异的滤波器模块是射频微波通信系统能正常工作的必要前提。

传统的微波滤波器虽然在参数指标上有很优秀的性能，但是其庞大的体积不但使得相应的微波通信系统更加庞大，并使产品成本也一起随之上升；同时，随着MMIC（单片微波集成电路）技术发展，对微波滤波器也提出了集成化的高要求。

MMIC滤波器，其高的插入损耗和低的Q值限制了自身的发展。

近十多年来，随着MEMS（微机电系统）工艺和MEMS器件的成熟，给微波滤波器的集成化注入了新的活力。

与传统的VLSI工艺相比，MEMS技术在不牺牲器件性能的前提下，可以实现微波无源器件的集成化。

基于MEMS工艺的微波MEMS滤波器不仅具有优异的频率选择能力（高Q）和低的插入损耗，而且在体积上远小于传统微波滤波器，易于集成，为微波单片集成系统的实现奠定了良好的基础，MEMS 滤波器已成为国内外研究的热点。

按滤波器的用途分，微波MEMS滤波器可分为可调节MEMS滤波器和非调节MEMS 滤波器两大类，文章将对这两类MEMS滤波器进行分类讨论。

1、MEMS可调滤波器由于现代微波通信雷达系统便携化和通用化的发展需求，实现能够软件控制的可编程微波收发系统是现代微波通信雷达系统的重要发展方向。

能根据需求调节频率选择范围的微波滤波器是微波系统具有重构性的基础；同时，在通信系统的前端，通过可调滤波器，实现通信系统信道的选择也是一种新的系统解决方案。

传统可调滤波器不易实现集成，MEMS可调滤波器以其优异的性能，成为了突破射频微波系统通用性不强的约束的最佳选择。

MEMS可调滤波器可以分为三类：（1）磁场调节滤波器；（2）电场调节滤波器；（3）机械调节滤波器。

磁场调节滤波器（例如YIG）和机械调节滤波器体积巨大，难以集成，在此不做讨论。

该节主要讨论基于MEMS开关和MEMS可变电容的两类MEMS可调滤波器。

1.1、MEMS开关可调滤波器MEMS开关可调滤波器通过开关的导通和关闭，使接人滤波器的电抗部分发生变化，从而来调节滤波器的谐振频率，使滤波器的通带或阻带中心频率发生偏移。

波导-微带转换电路刘云生201222040512设计目的：设计一只Ka波段波导到微带转换电路。

其技术指标要求如下：工作频率：26.5~40GHz输入/输出驻波比：<1.2插入损耗：<1.0dB一、设计思路微带探针转换是目前应用最为广泛的波导-微带过渡形式并且它有明显的优点。

它的插人损耗低,回波损耗小,具有较大频宽,且其结构紧凑,加工方便,装卸容易。

图1和图2中所示为常用微带探针转换结构图，我们采用H面微带探针转换的结构。

探针从波导宽面插入，并且探针平面与波导窄面垂直。

微带过渡段我们采用渐变结构。

通过优化探针插入深度d，微带变换器的长度1L，探针和微带变换器各自宽度,1s s，波导的微带插入处到波导短路处的距离L，得到满足指标的结果。

图1 H面微带探针转换结构图图2 E面微带探针转换结构图二、设计过程：（1）利用ADS软件里的微带计算工具得出中心频率为33.5GHz处的微带的宽度0.77Sx mm，如图3所示。

图3 50欧姆微带线宽（2）在HFSS中建立仿真模型如图4所示，包括微带金属条，微带基板，以及包围空气腔三部分。

利用对称性以YZ面为对称面切掉一半可以减少计算时间。

图4 仿真模型（3）设置三部分的材料属性，其中微带金属条为PEC，微带基板为Duriod5880（厚度0.254mm=）。

包围空气=，相对介电常数 2.2腔设为真空（默认）。

（4）设置波端口1,2。

都为1个模式，如图5。

图5 波端口1 波端口2（5）设置边界条件如图6。

其中微带被包围空气腔的上面设置辐射边界，对称YZ面设置为Prefect H面。

图6 边界条件（6）设置求解，扫频。

然后设置5个优化变量（优化探针插入深度以及微带变换器的长度,1s s，波导的微带插入处到波d L，宽度,1导短路处的距离L），优化目标即为设计指标。

三、设计结果及存在问题分析：通过优化得到最佳优化值如下图7中所示：图7 优化变量优化结果为：图8 优化结果图驻波比在整个频段内均小于1.2，插入损耗在整个频段内均小于0.3dB，故在全频段内满足设计要求。

详析微带滤波器的设计微波是用来分离不同频率微波信号的一种器件。

它的主要作用是抑制不需要的信号，使其不能通过滤波器，只让需要的信号通过。

在微波电路系统中，滤波器的性能对电路的性能指标有很大的影响，因此如何设计出一个具有高性能的滤波器，对设计微波电路系统具有很重要的意义。

微带电路具有体积小，重量轻、频带宽等诸多优点，近年来在微波电路系统应用广泛，其中用微带做滤波器是其主要应用之一，因此本节将重点研究如何设计并优化微带滤波器。

滤波器（filter），是一种用来消除干扰杂讯的器件，将输入或输出经过过滤而得到纯净的直流电。

对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除的电路，就是滤波器，其功能就是得到一个特定频率或消除一个特定频率。

1微带滤波器的原理微带滤波器当中最基本的滤波器是微带低通滤波器，而其它类型的滤波器可以通过低通滤波器的原型转化过来。

最大平坦滤波器和切比雪夫滤波器是两种常用的低通滤波器的原型。

微带滤波器中最简单的滤波器就是用开路并联短截线或是短路串联短截线来代替集总元器件的电容或是电感来实现滤波的功能。

这类滤波器的带宽较窄，虽然不能满足所有的应用场合，但是由于它设计简单，因此在某些地方还是值得应用的。

微带滤波器是在印刷电路板上，根据电路的要求以及频率的分布参数印刷在电路板上的各种不同的线条形成的LC分布参数的滤波器。

2滤波器的分类最普通的滤波器的分类方法通常可分为低通、高通、带通及带阻四种类型。

图12.1给出了这四种滤波器的特性曲线。

低通滤波器：它允许信号中的低频或直流分量通过，抑制高频分量或干扰和噪声。

高通滤波器：它允许信号中的高频分量通过，抑制低频或直流分量。

带通滤波器：它允许一定频段的信号通过，抑制低于或高于该频段的信号、干扰和噪声。

带阻滤波器：它抑制一定频段内的信号，允许该频段以外的信号通过。

按滤波器的频率响应来划分，常见的有巴特沃斯型、切比雪夫Ⅰ型、切比雪夫Ⅱ型及等；按滤波器的构成元件来划分，则可分为有源型及无源型两类；按滤波器的制作方法和材料可分为波导滤波器、同轴线滤波器、带状线滤波器、微带滤波器。

引言滤波器是一种二端口网络。

它具有选择频率的特性，即可以让某些频率顺利通过，而对其它频率则加以阻拦，目前由于在雷达、微波、通讯等部门，多频率工作越来越普遍，对分隔频率的要求也相应提高；所以需用大量的滤波器。

再则，微波固体器件的应用对滤波器的发展也有推动作用，像参数放大器、微波固体倍频器、微波固体混频器等一类器件都是多频率工作的，都需用相应的滤波器。

更何况，随着集成电路的迅速发展，近几年来，电子电路的构成完全改变了，电子设备日趋小型化。

原来为处理模拟信号所不可缺少的LC型滤波器，在低频部分，将逐渐为有源滤波器和陶瓷滤波器所替代。

在高频部分也出现了许多新型的滤波器，例如：螺旋振子滤波器、微带滤波器、交指型滤波器等等。

虽然它们的设计方法各有自己的特殊之点，但是这些设计方法仍是以低频“综合法滤波器设计”为基础，再从中演变而成，我们要讲的波导滤波器就是一例。

通过这部分内容的学习，希望大家对复变函数在滤波器综合中的应用有所了解。

同时也向大家说明：即使初看起来一件简单事情或一个简单的器件，当你深入地去研究它时，就会有许多意想不到的问题出现，解决这些问题并把它用数学形式来表示，这就是我们的任务。

谁对事物研究得越深，谁能提出的问题就越多，或者也可以说谁能解决的问题就越多，微波滤波器的实例就能很好的说明这个情况。

我们把整个问题不断地“化整为零”，然后逐个地加以解决，最后再把它们合在一起，也就解决了大问题。

这讲义还没有对各个问题都进行详细分析，由此可知提出问题的重要性。

希望大家都来试试。

第一部分滤波器设计§1-1 滤波器的基本概念图 1图1 的虚线方框里面是一个由电抗元件L 和C 组成的两端口。

它的输入端1-1'与电源相接，其电动势为E g，内阻为R1。

二端口网络的输出端2－2' 与负载R2相接，当电源的频率为零（直流）或较低时，感抗jωL很小，负载R2两端的电压降E2比较大（当然这也就是说负载R2可以得到比较大的功率）。

第２８卷第５期　２０１３年１０月　郑州轻工业学院学报（自然科学版）　

ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＺＨＥＮＧＺＨＯＵ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ　ＯＦ　ＬＩＧＨＴ　ＩＮＤＵＳＴＲＹ（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ）　Ｖｏ１．２８　Ｎｏ．５　

Ｏｃｔ．２０１３　

文章编号：２０９５—４７６Ｘ（２０１３）０５—００９８—０４　

Ｓ频段多次谐波群岛式滤波器仿真设计　韩来辉　（中国电子科技集团公司第２７研究所，河南郑州４５００４７）　摘要：提出了一种基于ＨＦＳＳ仿真软件的ｓ频段波导滤波器设计方法，其组合方式是将２个群岛式　波导低通滤波器相迭加．仿真结果证明：该波导滤波器通带电压驻波比小、插入损耗低且同时具有宽　的、良好的匹配通带和宽的、高衰减的阻带特性，对ｓ频段发射机寄生输出的２，３次谐波抑制度大于　３５　ｄＢ，尤其对Ｓ频段４次谐波有不小于８０　ｄＢ的抑制度．　关键词：波导；低通滤波器；谐波滤波器；群岛式滤波器　中图分类号：ＴＰ２９　文献标志码：Ａ　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５—４７６Ｘ．２０１３．０５．０２３　

Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｓ　ｂａｎｄ　ｈａｒｍｏｎｉｃ　ｆｉｌｔｅｒ　ｗｉｔｈ　ｗｉｄｅ－ｂａｎｄ　ｗａｆｆｌｅ－ｉｒｏｎ　ＨＡＮ　Ｌａｉ．ｈｕｉ　（Ｔｈｅ　２７　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆＣＥＴＣ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５００４７，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔ　ｉｓ　ｃｏｍｐｏｓｅｄ　ｏｆ　ｔｗｏ　ｗａｖｅ—ｇｕｉｄｅ　ｗａｆｆｌｅ－ｉｒｏｎ　ｈａｒｍｏｎｉｃ　ｆｉｌｔｅｒｓ．ＨＦＳＳ　ｐｒｏｖｅｓ　ｔｈａｔ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｆｉｌｔｅｒ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｓｔａｎｄｉｎｇ　ｗａｖｅ　ｒａｔｉｏ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ　ｌｏｓｓ　ｂａｎｄ　ｉｓ　ｌｏｗ，ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｍａｋｅｓ　ｔｈｅ　ｐｏｗｅｒ—ｈａｎｄｌｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｏｆ　ｆｉｌｔｅｒ　ｉｓ　ｈｉｇｈ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｆｉｌｔｅｒ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ｉｓ　ｗｅｌｌ，ｔｈｅ　ｆｉｌｔｅｒ　ｃａｎ　ｂｅ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｔｏ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｒｅｃｏｎｎａｉｓｓａｎｃｅ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ　ｗｉｔｈ　ｈａｒｍｏｎｉｃ．Ｉｔ　ｉｓｎ’ｔ　ｏｎｌｙ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ　ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ａｎｄ　ｔｈｒｉｃｅ　ｈａｒｍｏｎｉｃ　ｂｕｔ　ａｌｓｏ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ　ｆｏｕｒｔｈ　ｈａｒｍｏｎｉｃ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ　ｉｔ　ｃａｎ　ｃｕｔ　ｄｏｗｎ　８０　ｄＢ　ｆｏｕｒｔｈ　ｈａｒｍｏｎｉｃ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｗａｖｅ－ｇｕｉｄｅ；ｌｏｗ－ｐａｓｓ　ｆｉｌｔｅｒ；ｈａｒｍｏｎｉｃ　ｆｉｌｔｅｒ；ｗａｆｆｌｅ—Ｉｒｏｎ　ｆｉｌｔｅｒ