现代滤波器设计讲座6.pdf
电子科技大学 贾宝富 博士现代滤波器设计讲座（六）电子科技大学 贾宝富 博士现代滤波器设计讲座（六）超宽带滤波器超宽带的定义超宽带的定义 超宽带超宽带 UWB（Ultra Wide Band）超宽带滤波器的基本类型超宽带滤波器的基本类型?超宽带滤波器的种类比较多。很多种滤波器结构都可以用来制作超宽带滤波器。但目前比较多的都是采用微带、耦合微带、耦合带线和共面波导构造超宽带滤波器。常见的类型有?短路并联枝节线型?开路并联枝节线型?耦合线型?其他类型/4g/2g短路枝节线型滤波器设计短路枝节线型滤波器设计/4g,(1,2,)iYin=?,1,(1,2,1)i iYin+=?0fFBWf=其中，FBW是相对带 宽短截线长度为：短截线长度为：0/4g短 截 线短截线特性导纳为：连接短截线的传输线特性导纳为：短截线特性导纳为：连接短截线的传输线特性导纳为：计算公式计算公式其中：,(0,1,1)igin=+?是滤波器低通原型 归一化值。是滤波器低通原型 归一化值。开路枝节线型滤波器设计公式开路枝节线型滤波器设计公式n-1Zn-1l1Z2Z0Z1l2ln-1ln-1,nZ12l12ZnZn-1,nl0Z/4g开路枝节型滤波器的计算公式与 短路枝节型滤波 器的计算公式类似。只须把其中的 和 换成 和 既可。/4g/4giYi,i+1YiZi,i+1Z短路枝节滤波器设计实例短路枝节滤波器设计实例?5阶切比雪夫型滤波器，通带内波动0.1dB。滤波器低通原型值为，?中心频率相对带宽端口阻抗50欧姆。?微带结构，介质基片厚度0.635mm。相对介电常数。0f=2GHzFBW=0.5r=10.2短路枝节滤波器设计实例（续短路枝节滤波器设计实例（续1）?特性导纳计算结果?微带线参数计算结果短路枝节滤波器设计实例（续短路枝节滤波器设计实例（续2）?滤波器版图?滤波器仿真结果A Novel Ultra-Wideband(UWB)Bandpass Filter(BPF)With Pairs of Transmission ZeroesIEEE MICROWAVE AND WIRELESS COMPONENTS LETTERS,VOL.17,NO.2,FEBRUARY 2007 p.121IEEE MICROWAVE AND WIRELESS COMPONENTS LETTERS,VOL.17,NO.2,FEBRUARY 2007 p.121Ultra-Wideband(UWB)Bandpass Filter With Embedded Band Notch StructuresUltra-Wideband(UWB)Bandpass Filter With Embedded Band Notch StructuresIEEE MICROWAVE AND WIRELESS COMPONENTS LETTERS,VOL.17,NO.3,MARCH 2007 p.193开路枝节线型滤波器设计开路枝节线型滤波器设计?开路枝节线型滤波器的设计过程分成两步?先设计一个短路枝节线滤波器，然后把短路枝节用终端开路特性导纳分别为和的两截传输线取代。传输线总长为：g0/2g0/4g0/4g0/2iaibg0l+l=/2iaYibY开路枝节线型滤波器设计（续）开路枝节线型滤波器设计（续）?如果，则在阻带内频点和处产生传输零点（衰减极点）。?如果，则在频点产生衰减极点。?此类滤波器的传输特性具有周期性。aibiYY=iaibiYY=zif0/2032短路枝节线型滤波器设计公式短路枝节线型滤波器设计公式()n-1 aZn-1l1aZ2aZ0Z1l2ln-1ln-1,nZ12l12ZnaZn-1,nl0Z/2g短路枝节型滤波器的计算公式与 开路枝节型滤波 器的计算公式类似。只须把其中的 和 换成 和既可。/2g/2giaibY,Yi,i+1YiaibZ,Zi,i+1Z1bZ2bZ()n-1 bZnbZ开路枝节滤波器设计实例开路枝节滤波器设计实例?5阶切比雪夫型滤波器，通带内波动0.1dB。滤波器低通原型值为，?中心频率相对带宽端口阻抗50欧姆。?微带结构，介质基片厚度0.635mm。相对介电常数。?选择所有的枝节。0f=2GHzFBW=0.5r=10.2i=1zif=1GHz开路枝节滤波器设计实例（续开路枝节滤波器设计实例（续1）?参数：?版图：开路枝节滤波器设计实例（续开路枝节滤波器设计实例（续2）?仿真结果A Compact UWB Bandpass Filter Using Two-Section Open-Circuited Stubs to Realize Transmission Zeros耦合线型宽带滤波器电路单 元耦合线型宽带滤波器电路单 元?通常，耦合线型滤波器是由终端短路或开路的耦合线节构成的。最常见的耦合线节有下面两种。他的等效电路如下所示。开路耦合线节的等效电路开路耦合线节的等效电路耦合线型滤波器的等效电路耦合线型滤波器的等效电路耦合线型滤波器设计公式耦合线型滤波器设计公式耦合线滤波器设计实例耦合线滤波器设计实例耦合线滤波器设计实例耦合线滤波器设计实例/4/4/2“Aperture compensation technique for innovative design of ultra-broadband microstrip bandpass filter,”2000 IEEE IMS,pp.315-318.(Zhu,Bu,Wu)Backside Aperture/4W5.31258.254.5634.8740.6250.625Both strips:0.125Slot:0.12519mm“On the design of novel compact broadband planar filters,”IEEE Trans MTT,Feb.2003,pp.364-370.(Menzel,Zhu,Wu,Boegelsack)Photo&Measured Results of the Filter(A)20mmImproved Filter:Wide Stopband&Short Length0.6255.252.254.54.254.8750.250.25Strips andslot 0.1253.25Lateral SlotSimulated&Measured Results of the Filter(B)电子科技大学 贾宝富 博士现代滤波器设计讲座（六）电子科技大学 贾宝富 博士现代滤波器设计讲座（六）其它类型的超宽带滤波器A Simple Ultra-Wideband Suspended Stripline Bandpass Filter With Very Wide Stop-Band以缺陷型接地結構設計的以缺陷型接地結構設計的 3.1-10.6 GHz超寬頻帶通波器超寬頻帶通波器具有高次谐波抑制的具有高次谐波抑制的UWB微带滤波 器微带滤波 器
