微波电路西电雷振亚老师的课件第7章射频微波滤波器

第 1 页 第七章 微波滤波器

§7-1 概 述

微波滤波器的分类：

1．微波滤波器按其特性不同可分为:低通、高通、带通和带阻滤波器。

2．按结构不同又可分为:同轴线滤波器、波导滤波器和微带、带状线滤波器。

微波滤波器中所研究的问题：

1．分析问题：已知滤波器的结构和元件值计算它的插入衰减频率特性；

2． 综合问题：由给定的滤波器插入衰减频率特性来确定滤波器的网络结构和元件值。

§7-2

一、滤波器一般知识

按照衰减特性的不同,低频滤波器可分为:低通、高通、带通和带阻滤波器五大类。

衰减：输入功率Pi与负载所吸收功率PL之比。

通常用A或A（ω）表示，即：

LiPPA

（7.1）

若用dB表示，则可写成

)log(10log10LiPPAL（dB） （7.2）

二、微波滤波器的主要技术指标

衡量微波滤波器性能的主要技术指标有:

1. 截止频率ωC 。

2. 通带内允许的最大衰减Lp。

3．阻带内最小衰减LS及其相应的阻带边频ωS。

4. 寄生通带,即阻带内出现的不希望有的通带。

三、微波滤波器的综合设计 ZsVsZLFωPi0ωPL0ω0ωL(dB)0ω0第 2 页 (一)

理想的滤波特性,用有限个元件的电抗网络是不可能实现的。实际滤波器的衰减特性,只能是逼近理想滤波器的衰减特性。

的种类很多,实际中用得最多的只有三种,其相应的滤波器分别称为最平坦式滤波器、切比雪夫式滤波器和椭圆函数式滤波器。

(二)低通

1．低通原型滤波器及其衰减特性

定义：低通原型滤波器就是指以归一化频率ω′＝ω／ωc为自变量的衰减特性L(ω′)为基础综合出来的低通滤波器。

2.

(1)由要求的LP 、LS和ωC′=1, ωS′=ωS/ωC求k和n。

最平坦式低通滤波器衰减特性为L(ω)=10lg(1+k2ω2n) ,因为通带内最大衰减LP对应着截止频率ωC,而阻带内最小衰减LS 对应着阻带边频,所以

射频滤波器的设计与仿真

摘要

射频滤波器，主要用于电子设备、频率高工作更大的衰减高频电子设备产生的干扰信号。射频滤波器是最基本射频设备。能够由微带线组成，也能够由电阻,电容等组成。

由实践可知，很多射频系统中的元件不存在准确频率选择性，因此往往需要添加滤波器，用来极其准确地完成设定的选择特性，所以对射频滤波器的设计有重要的意义。在射频有源电路的各级之间都可以借助滤波器对射频信号进行隔离、选择或是重新组合。

在设计模拟电路时，需要对高频信号在特定频率或频段内的频率分量做放大或衰减处理。这是十分重要的任务，因此本文将重点研究如何设计和实现这个任务的射频电路——射频滤波器。

关键词：射频，微波滤波器，微带线，workbench ,Advanced Design

System；

The design and simulation of radio

frequency filters

ABSTRACT

Rf filter, mainly used in electronic devices, high frequency work

greater interference signal attenuation of high frequency electronic device.

Rf filter is the most basic radio frequency devices. Can consist of

microstrip line, also can by resistance, capacitance, etc.

The practice shows that a lot of rf components do not exist in the

30 第六章

6-2

若fL>fS，则本振频率fL和镜象频率fm分别为

981~95687)894~869(ISLfffMHz 1068~1043ILmfffMHz

若fL

807~78287)894~869(ISLfffMHz，695~720mLIfffMHz

6-4

（a）NFM=4dB=2.51，LM=4dB→GM=0.398 10dB101dB0ANF

①当NFA=0dB时，dB451.21151.2121MMGGFFF

②当NFA=10dB时，1012.5125.12140.398FdB

（b）NFM=8dB=6.31，GM=3dB=1.995

① 当NFA=0dB时，dB831.6113.6MGF

②当NFA=10dB时，dB34.1082.10995.111031.6F

6-5

求变频增益G1

因为对应1dB压缩点时Pi=–10dBm，P0=1dBm，则基波增益为：

dB12)10(11101iPPG

∵ OIP3=15dBm，∴IIP3=OIP3–G1=15–12=3dBm，

求放大器的三阶互调分量增益G3：

∵ OIP3=G3·(IIP3)3 化为dB时有OIP3=G3+3×(IIP3)

由于 15=G3+3×3 ∴G3=15–9=6dB

由干扰信号引起的三阶互调分量 33MIMPGP，化为分贝形式为

MIMPGP33，现PIM=–62dBm，则得输入干扰为

(626)322.67MPdBm

6-6

画出三极管混频器的BECvi~，BEmvg~曲线如图，则g(t)波形如图示。 P1 P3 Pi(dB) –10 3 1 2 6 12 15 P0(dB) 31 0002BEBEBEBEcmvvavdvdig

第一章 射频/微波工程介绍

1. 简述常用无线电的频段划分和射频的定义。

射频/微波处于普通无线电波与红外线之间,是频率最高的无线电波,它的频带宽度比所有普通无线电波波段总和大1000倍以上

2. 简述P，L，S，C，X，Ku，K，Ka波段的频段划分方法。

3. 简述射频/微波的四种基本特性和相比普通无线电的优点。

四个基本特性：

1、似光性；

2、穿透性

3、非电离性

4、信息性

优点：

(1)

(2) 分辨率高。连续波多普勒雷达的频偏大,成像更清晰,

(3) 尺 (4)

(5)

(6) 频谱宽。频谱不拥挤,不易拥堵,军用设备更可靠。

4. 简述射频铁三角的具体内涵。

由于频率、 阻抗和功率是贯穿射频/微波工程的三大核心指标,故将其称为射频铁三角。

频率功率阻抗 振荡器、压控振荡器、频率合 成器、分频器、变频器、倍频 器、混频器、滤波器等频率计数器/功率计、频谱分析仪标量/矢量网络分析仪阻抗测量仪、网络分析仪阻抗变换、阻抗匹配、天线等 衰减器、功分器、耦合器、 放大器、开关等

5. 给出几种分贝的定义：dB, dBm，dBc，dBc/Hz，10 dBm+10 dB=？

10dBm+10dB=20dBm

第二章 传输线理论

1. 解释何为“集肤效应”？集总参数元件的射频特性与低频相比有何特点？

在交流状态下,由于交流电流会产生磁场,根据法拉第电磁感应定律,此磁场又会产生电场,与此电场联系的感生电流密度的方向将会与原始电流相反。这种效应在导线的中心部位(即r=0位置)最强,造成了在r=0附近的电阻显著增加,因而电流将趋向于在导线外表面附近流动,这种现象将随着频率的升高而加剧,这就是通常所说的“集肤效应”。

电阻：在低频率下阻抗即等于电阻R,而随着频率的升高达到 10MHz以上,电容Ｃa的影响开始占优,导致总阻抗降低；当频率达到20GHz左右时,出现了并联谐振点； 越过谐振点后,引线电感的影响开始表现出来,阻抗又加大并逐渐表现为开路或有限阻抗值。