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目前很多滤波器的设计采用交叉耦合的形式,极点提取技术与其相比,优势主要体现在衰减极点频率的可控性,简化了滤波器的结构,降低了复杂结构带来的敏感性,而且降低了滤波器调谐和加工的难度。
利用极点提取技术和耦合矩阵方法,提出了一种新型结构的基片集成波导双通带滤波器。这样的滤波器结构是怎样的,威廉希尔官方网站 如何设计? |
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4个回答
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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。 图1、双通带滤波器等效威廉希尔官方网站
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。 |
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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。 图2、威廉希尔官方网站
级仿真结果 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。 图3、等边三角形SIW腔体磁场分布 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 图4、滤波器结构图 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。 图5、CST仿真结果 |
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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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对于这个知识点不了解 学习一下
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为什么在频率为10^3 Hz处,产生的相移就可以确定约为-90度
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