双通带滤波器等效威廉希尔官方网站 如何分析？

等效威廉希尔官方网站 分析



以六腔滤波器为例，等效威廉希尔官方网站 如图1所示，第二腔和第六腔作为吸收回路提取衰减极点，衰减极点的位置就是第二、六腔谐振的位置，因此衰减极点的位置可任意确定，这使极点提取技术的应用有了很大的灵活性，利用一个滤波器结构，就可以实现两种不同响应类型的滤波器：其一，衰减极点在通带外，可以设计带外有传输零点的带通滤波器，以增强带外抑制;其二，衰减极点在通带内部，可以设计双通带滤波器。本文提出的滤波器第一、三、四、五腔构成一个带通滤波器结构，而第二、六腔提取的衰减极点在通带内部，由此形成一个双通带结构。
为了验证该设计方法的可行性，设计了一个双通带滤波器。设计指标为：两个通带为9.6-9.85GHz和10.15-10.4GHz,通带插损小于0.5dB，回波损耗小于-15dB，两通带隔离小于-20dB。原理威廉希尔官方网站 如图1所示。由文献[7]给出的方法计算出各腔之间的耦合系数和外部Q值，数据如下。在microwave office中进行威廉希尔官方网站 级仿真，结果如图2所示，得到了预想中的波形，验证了该设计方法的可行性。

滤波器设计

三角形SIW腔体的研究

与长方形SIW腔体比较，等边三角形SIW腔体具有其自身的特点与性质。本文提出的滤波器与中介绍的滤波器同样由六个谐振腔构成，与中采用长方形SIW腔体不同的是，本文所介绍的滤波器采用等边三角形SIW腔体，由于这一变化，占空比明显减小，有效的利用了空间，实现了滤波器的小型化。
等边三角形SIW腔体磁场分布如图3所示，磁场是环绕三角形中心的封闭曲线。文献[9]给出了计算正方形和圆形SIW腔体主模谐振频率的公式，而等边三角形SIW腔体主模频率表可由式(1)得到：

(1)
公式(1)中，F为三角形谐振腔主模谐振频率，c为真空中的光速，为介质相对介电常数，L为等边三角形边长。

为验证计算公式，我们选取一组不同边长的等边三角形SIW腔体进行试验。表1为应用公式(1)求得的频率与应用CST MICROWAVE STUDIO仿真得到的频率的比较。结果显示，公式计算得到的频率与仿真得到的频率吻合较好，验证了等边三角形SIW腔体主模频率计算公式的正确性。

表1


滤波器仿真与测试结果
表2、滤波器物理结构尺寸(单位：mm)


为了验证设计方法的有效性，设计了一个x波段基片集成波导双通带滤波器。采用相对介电常数为2.65和厚度1mm的介质板，金属通孔直径0.5mm，孔间距1mm，图4为滤波器结构图。其中a为50欧姆导带宽度，b、c、d决定了滤波器的外部Q值，L1、L2、L3分别为第一、二、三腔的边长，决定各腔体的谐振频率，S12、S13、S34分别为相邻2腔耦合孔的大小，决定相邻两腔耦合的强弱。最后经过CST MICROWAVE STUDIO仿真优化后，可得到滤波器的物理尺寸，如表2所示，滤波器结构左右对称。仿真结果如图5所示。

仿真了一个基于三角形SIW腔体的双通带滤波器，该滤波器两个通带之间有很高的隔离度，带内插损较小，仿真结果良好。这种滤波器结构紧凑，有效的利用了空间，实现了滤波器的小型化。

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