RF陶瓷波导滤波器

IEEE microwave magazine October 2009 116Raafat R. Mansour人们需要在可重构系统中使用高性能射频（RF ）可 调谐滤波器以便有效地利用可支配的频谱。

在前置端 接收机中，人们需要这种滤波器来抑制干扰信号并且放 宽对振荡器相位噪声和动态范围的要求。

可调谐滤波器同 样被用来取代具备进行自适应于环境要求这种先进系统概念 中所需求的大型的滤波器组。

对于高功率应用，人们也同样 建议使用可调谐滤波器。

在这种情况下使用可调谐滤波器 的优点是可以抑制来自于功率放大器的谐波。

在大多数 这样的应用中，可调谐滤波器的插入损耗是一个关键 的设计参数。

这个参数在直接影响高功率应用中发 射功率的同时还会影响前置端接收机的噪声系数。

当前这一代无线和卫星系统是在有所制约的诸 如特定的频段，信道带宽，干扰和流量模式这样的 工作条件下进行设计的，从而具有某个特定的功能。

这些系统缺乏捷变性和适应性来改变其运行条件，而 这反过来又制约了它们的性能。

由于蜂窝移动电话目前 具有多频段操作能力，因此，现在大量的研究被导入实 施用于未来无线和卫星通信系统的这样一个类似的功能。

然而，这些通信系统要求使用具有很高Q 值的微波滤波器[1] ，这便要求开发新型的可调谐滤波器结构。

高-Q 值可调谐滤波器的存在也许同样可以对一些通信系统 的制造成本和交货安排产生重大的影响。

这种系统使用多个除了中心频率和带宽之外其它方面均完全相同的滤波器。

通过在生产阶段对所构建的标 准滤波器进行重构以满足所要求的频率安排，从而可以大大地降低制造成本。

在无 线和卫星应用中，交货计划已经成为赢得或失去合同的一个主要的关键因素。

可调高Q 值可调谐 介质谐振器 滤波器_______________________________________________________ Raafat R. Mansour is with the University of Waterloo, Ontario, Canada.84 IEEE microwavemagazine October 2009October 2009 IEEE microwave magazine85图1 不同射频谐振器的相对插入损耗和尺寸（资料来源于[1]）。

射频的原理方法和应用方法原理方法射频（Radio Frequency, RF）是指频率范围在300 kHz到300 GHz的无线电频率范围。

射频技术在无线通信、雷达、无线电广播和卫星通信等领域广泛应用。

以下是射频的原理方法的一些重要内容：1.调频调幅原理：在射频通信中，调频调幅是常用的调制方法。

调频是通过改变载波信号的频率来传输信息，调幅是通过改变载波信号的幅度来传输信息。

调频调幅技术可以提高信号的抗干扰能力和传输距离。

2.射频放大器：射频放大器是将低功率的射频信号放大到足够大的功率以供后续环节使用的装置。

常见的射频放大器有管式放大器和固态放大器。

固态放大器由晶体管或场效应管构成，具有小体积、高可靠性和低功耗等优点。

3.频率混频器：频率混频器用于将两个射频信号混合产生新的频率信号。

常见的频率混频器有集成电路混频器和波导混频器。

频率混频器可以实现频率转换功能，广泛应用于超外差接收机、频谱分析仪和射频信号产生器等设备中。

4.滤波器：滤波器用于选择希望传输的特定频率信号并去除不需要的频率信号。

常见的射频滤波器有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。

滤波器在射频通信系统中起到了关键的作用，可以提高系统的抗干扰能力和传输质量。

应用方法射频技术在各个领域中有着广泛的应用。

以下列举了几个射频技术的应用方法：1.无线通信：射频技术被广泛应用于手机、无线局域网、蓝牙和物联网等无线通信系统中。

射频技术可以实现信号的传输和接收，使得人们可以通过无线方式进行语音通话、短信发送和数据传输。

2.雷达系统：雷达系统是一种利用射频波进行目标探测和跟踪的技术。

射频雷达可以通过发射射频波，并接收目标反射回来的波信号，从而获取目标的位置、速度和形状等信息。

雷达系统在空中交通控制、天气预报和军事领域等具有重要的应用价值。

3.无线电广播：射频技术是实现无线电广播的关键技术之一。

射频信号经过调制后，可以传输音乐、新闻和信息等内容。

阶跃阻抗微波低通滤波器设计与仿真设计总说明微波滤波器在无线通信系统中至关重要，起到频带和信道选择的作用，并且能滤除谐波，抑制杂散。

在射频电路设计时，经常会用滤波器从各种信号中提取出想要的频谱信号。

Angilent ADS 软件可以支持从模块到系统设计，能够完成微波电路设计、通信系统设计、射频集成电路设计，因此是当前射频和微波电路设计的首选工程软件。

本文主要用三种方法达到了任务书的要求，其具体参数指标为截止频率ω=2.5GHz;在ω=4GHz处的插入损耗大于20dB;输入输出阻抗为50Ω，依据c理论是巴特沃兹、切比雪夫、Richards变换与Kuroda规则，并得出了三种方法设计的滤波器。

利用滤波器向导设计在基于Richards变换与Kuroda规则最低需采用五阶，就可以达到最平坦响应，但其过渡带过于平坦；采用最平坦响应阶跃阻抗低通滤波器原理图设计需要六阶就可以达到设计参数要求，同时该方法设计的滤波器过渡带比采用向导设计的要陡峭；采用切比雪夫设计的滤波器所需节数需五阶，但其通带内会出现波纹。

本文的设计结果和结论为微波滤波器的设计提供了重要的理论参考。

关键词：ADS，巴特沃兹，切比雪夫，Richards ，Kuroda，低通滤波器。

Stepped impedance of microwave low-pass filter design and simulationDesign DescriptionMicrowave filters in a wireless communication system is essential,and pla y a role in band and channel selection,and harmonic,suppression of spuriou s.When the RF circuit design,often used filter wants spectrum signal is extra cted from the signal.Angilent ADS software can support from the module to t he system design,able to complete microwave circuit design，communicatio n design,RFIC design,so is the current choice for RF and microwave circui t design engineering software.This article mainly three ways to meet the requirements of the task,the s pecific parameters for as at frequencies low pass cut-off frequency of=2.5GH z; insertion loss greater than20dB at the=4GHz input output impedance i s50,based on the theory of Butterworth,Chebyshev,Richards rules of tran sformation and Kuroda,and the three methods of design of the filter.In base d on Richards transform and Kuroda rules using Filter Wizard design ju st used four order, on can reached most flat response, but its transition with too flat; used principle figure design of has most flat response order jump impedance low pass filter need six order to reached design par ameter requirements, while the method design of filter transition with tha n used wizard design of to steep; used cut than snow husband design of filter by needed section number just five order, while transition with t han former are stee,But it appears in the pass band ripple.This design results and conclusions for the design of microwave filters off er theory reference.Keyword:ADS,Butterworth,Chebyshev,Richards ,Kuroda and low-pass filter s.目录目录 (3)1绪论 (6)1.1阶跃阻抗微波低通滤波器简介 (6)2 滤波器的基本原理 (15)2.1二端口射频网络参量 (16)2.1.1归一化参量 (16)2.1.2散射参量的定义 (17)2.2 微带线 (21)2.2.1 微带线的有效介电常数和特性阻抗 (21)2.2.1 微带线的损耗与衰减 (24)2.3 微带阶跃阻抗低通滤波器的理论基础 (25)2.3.1微带传输线段的近似等效电路 (25)2.3.2阻抗变换 (27)2.3.3频率变换 (28)3微带阶跃阻抗低通滤波器的设计 (29)3.1 利用ADS中的滤波器设计向导设计 (30)3.1.1 滤波器电路生成 (30)3.1.2 集总参数滤波器转化为微带滤波器 (32)3.1.3微带滤波器版图生成与仿真 (34)3.2 巴特沃兹响应的阶跃阻抗微波低通滤波器的设计 (35)3.2.1滤波器原理图设计 (36)3.2.2 仿真参数设置和原理图仿真 (39)3.2.4微带滤波器版图生成与仿真 (43)3.3波纹为0.5dB切比雪夫阶跃阻抗微波低通滤波器设计 (45)3.3.1低通滤波器原型设计 (45)3.3.2仿真参数设置和原理图仿真 (49)3.3.3滤波器电路参数优化 (50)参考文献 (55)1绪论1.1阶跃阻抗微波低通滤波器简介在无线通信系统中，如何选择合适的信道，并运用微带滤波器提取有用的频谱信号，同时抑制干扰滤除谐波分量是非常重要的环节。

rfi滤波电路原理RFI滤波电路是一种用于抑制射频干扰的电路，它的原理是通过使用电容、电感、电阻等元件将射频干扰信号从电路中滤除。

RFI是Radio Frequency Interference的缩写，指的是在电路中产生的射频噪声和信号，这些信号可以对其他系统和设备造成干扰，降低它们的性能和可靠性。

在电路中，RFI滤波电路可以通过各种建立在电路中的元件来完成，其中最常见的是电容和电感元件，这两种元件可以组合在一起来实现更有效的滤波。

电容被用来对高频噪声进行短路，而电感则用来对低频噪声进行开路。

这种组合使得电路可以有效地消除各种RFI信号，从而达到抑制干扰的目的。

要实现RFI滤波，我们需要使用特定类型的电容和电感元件。

电容元件通常被设计为高频滤波器，可以在射频范围内滤除噪声。

在大多数RFI滤波电路中，高频电容的容量通常介于10pF到10nF之间。

电感元件则用来滤除低频噪声，这些噪声常常是由电源或信号线路中的杂波引起的。

大多数RFI滤波电路使用数值在40μH至10mH之间的电感元件。

RFI滤波电路还可以使用阻值元件来增强滤波效果，这些元件通常与电容和电感元件并联或串联。

通过使用这些元件，我们可以更精确地控制RFI滤波器的半通带宽（bandwidth），从而更准确地达到所需的滤波效果。

除了基本的电容、电感和电阻元件，RFI滤波电路也可以使用其他元件来实现，例如变压器、二极管和晶体管等。

这些元件可以根据具体的应用要求和电路设计来选择和组合，以实现最好的滤波效果。

总的来说，RFI滤波电路是一种非常重要的电路设计技术，它可以有效地抑制射频噪声和信号，提高设备的性能和可靠性。

在实际运用中，我们需要根据具体的应用要求和电路设计来选择合适的元件，并使用适当的电路布局来实现最佳的RFI滤波效果。

ltcc滤波器原理LTCC滤波器是一种利用厚膜陶瓷技术制作的电子元件，具有滤波器功能。

它的原理是基于陶瓷材料的特性和电路设计的原理，通过选择合适的电路结构和参数，实现对特定频率范围的信号进行滤波。

LTCC滤波器的核心是陶瓷材料。

陶瓷材料具有良好的介电性能和热性能，能够在高频率和高温环境下工作。

在制作LTCC滤波器时，首先需要选择适合的陶瓷材料，通常采用氧化铝作为基底材料，然后通过压制、切割和烧结等工艺制成陶瓷片。

在陶瓷片上，通过厚膜工艺将金属电极和电路线路印刷上去，形成滤波器的电路结构。

厚膜工艺是一种将金属粘结剂和金属粉末混合形成浆料，然后通过印刷、烘干和烧结等工艺形成导电层的技术。

通过厚膜工艺，可以实现复杂的电路结构和高精度的电路参数。

LTCC滤波器的电路结构通常采用谐振腔、阻抗匹配网络和耦合电容等组成。

谐振腔是用来选择特定频率的信号的，其共振频率由谐振腔的尺寸和电性能决定。

阻抗匹配网络用来调整输入输出的阻抗，以实现最大功率传输。

耦合电容用来实现滤波器的频率响应特性，并实现不同频率的信号的传递或阻断。

LTCC滤波器的工作原理是基于电路的谐振和阻抗匹配原理。

当输入信号的频率等于滤波器的谐振频率时，滤波器的输出达到最大值，传输功率最大。

当输入信号的频率不等于谐振频率时，滤波器的输出会被衰减，传输功率减小。

通过调整谐振腔的尺寸和电性能，可以实现对特定频率范围的信号进行滤波。

由于LTCC滤波器制作工艺的优势，可以实现复杂的电路结构和高精度的电路参数，因此在无线通信、雷达、卫星通信等领域得到广泛应用。

LTCC滤波器具有体积小、重量轻、工作稳定等特点，适用于集成电路和微型电子器件中，可以实现对高频信号的滤波和干扰的抑制，提高系统的性能和可靠性。

LTCC滤波器是一种利用厚膜陶瓷技术制作的电子元件，通过选择合适的电路结构和参数，实现对特定频率范围的信号进行滤波。

它的工作原理是基于电路的谐振和阻抗匹配原理，通过调整谐振腔的尺寸和电性能，可以实现对特定频率范围的信号进行滤波。

基于变压器的RF巴伦配置及参数介绍平衡- 不平衡收缩（平衡- 不平衡的收缩）是一个双端口组件，当差分平衡RF功能块必须连接到单端接地参考时，放置在源和负载之间。

虽然它在RF讨论中经常被“掩盖”，因为它没有为RF信号链增加明显的价值，但这种无源元件在常见情况下是必不可少的。

例如，当单端功率放大器（PA）驱动偶极天线元件（平衡负载）或鞭状天线（单端）馈入差分前端时需要它放大器。

您可能熟悉用于将广播电视的屋顶，无线300Ω偶极天线连接到75Ω同轴电缆的大众市场低成本平衡- 不平衡变压器，然后连接到电视机本身（一些较旧的电视假设偶极天线位于电视上，因此只有一对300Ω平衡螺丝端子输入，在这种情况下需要另一个平衡- 不平衡转换器来实现从同轴电缆到电视输入的反向转换。

然而，对平衡- 不平衡转换器的需求超越了电视及其天线：近年来，RF IC越来越多地将差分配置用于其内部拓扑结构，因为这样可以提高噪声抗扰度并提高整体RF性能，并且由于IC设计的性质，成本非常低。

Baluns不是新的，甚至是相对较新的组件。

从无线电话的早期开始就使用它们来解决单端/平衡困境。

现在，便携式，手持式和物联网应用的增长意味着对微型，相对低功率的平衡- 不平衡转换器的需求巨大。

这些可以使用类似于用于带通滤波器，定向耦合器和SAW 型振荡器的基于陶瓷的制造来构造。

巴伦参数，拓扑和构造几乎所有射频巴伦的设计都基于变压器，具有讽刺意味的是，它是电动工具箱中最古老的部件之一。

与用于向上或向下升压电压的传统变压器（变压器的历史作用）不同，类似变压器的平衡- 不平衡变压器用于拓扑变换和信号路径隔离。

平衡- 不平衡变换器必须充当RF传输线，并且通常需要比变压器需要更宽的带宽和更好的带宽信号处理特性。

构建平衡- 不平衡变换器的最明显方法是采用双绕组变压器设计（图1），一侧接地，另一侧浮动（差分）。

平衡- 不平衡转换器没有标识的“输入”和“输出”端口，但可以任意一种方式使用;换句话说，相同的平衡- 不平衡变换器组件可用于单端到平衡变换以及。

平面一体化集成Ka频段卫星通信终端ODU设计杨萍【摘要】介绍了一个Ka频段卫星通信终端室外单元(ODU)的平面一体化集成设计技术.通过采用电路和结构的平面一体化集成技术、整体水密性设计和基于热仿真的散热优化设计,实现了设备的小型化、轻重量和低功耗.最终完成了两套样机研制.测试样机的技术指标满足设计要求,发射功率大于33 dBm,噪声系数小于2.4dB(常温),体积小于130mm×90mm×30 mm,重量小于750 g.研制结果表明,ODU一体化集成技术可行,能满足工程应用需要.【期刊名称】《电讯技术》【年(卷),期】2011(051)006【总页数】4页(P130-133)【关键词】卫星通信;Ka频段终端;室外单元;一体化集成设计【作者】杨萍【作者单位】中国西南电子技术研究所,成都610036【正文语种】中文【中图分类】TN9281 引言近年来,随着卫星通信技术的发展,小型卫星地面站(VSAT)天线口径小、结构紧凑、固体化、安装方便、对使用环境要求不高和组网灵活等特点,给人们的工作和生活带来了极大的便利,越来越受到人们的青睐,同时对VSAT的轻小型化也提出了较高的要求。

室外单元(Outdoor Unit,ODU)作为VSAT的重要组成部分,其轻小型化和低功耗设计尤为重要。

室外单元主要包括固态功放(SSPA)、低噪声放大—变频组件(LNC)、上变频组件等,其主要作用是完成信号的变频、滤波以及放大。

现在,VSAT的主要工作频率是C频段和Ku频段,但是该频段的工作带宽和速率的需求已经远不能满足人们的使用需求,所以Ka频段通信在VSAT通信中具有更大的吸引力。

同微波频段相比,它更有利于实现产品的小型化。

毫米波通信系统已经成为许多发达国家宽带无线通信产品的关键技术,在国外毫米波系统中,Ka频段在VAST上已经得到了广泛的应用[1]。

国内毫米波通信系统,特别是Ka频段的应用,起步较晚,与国外同类产品相比还有差距,但是相关的工作已经逐步展开。