GSM-R頻段微帶帶通濾波器的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、濾波器在射頻/微波頻段扮演著非常重要的角色?，F(xiàn)在無(wú)線(xiàn)通信不斷的要求濾波器有更高的性能、更小的體積、更輕的重量和更低的價(jià)格。本文研究和設(shè)計(jì)的微帶準(zhǔn)橢圓函數(shù)濾波器就是基于這樣的目標(biāo)。 基于上述要求本文設(shè)計(jì)了用于GSM-R頻段的四階微帶帶通準(zhǔn)橢圓函數(shù)濾波器。由于準(zhǔn)橢圓函數(shù)濾波器比切比雪夫?yàn)V波器增加了帶外的衰減極點(diǎn)，因此可以使濾波器的帶外陡峭度和選擇性得到改善。再加上本文選取了微帶開(kāi)環(huán)諧振器來(lái)實(shí)現(xiàn)該濾波器，降低了加工難度，而且在諧振器間

2、引入交叉耦合還可以使制作的濾波器更緊湊，從而達(dá)到小型化的目的。 本文設(shè)計(jì)的四階微帶帶通準(zhǔn)橢圓函數(shù)濾波器具有一對(duì)傳輸零點(diǎn)，分別是：中心頻率為887MHz時(shí)傳輸零點(diǎn)在883.4MHz和890.6MHz；中心頻率為932MHz時(shí)傳輸零點(diǎn)在928.4MHz和935.6MHz，其絕對(duì)帶寬為4MHz，相對(duì)帶寬FBW<0.5％。然而現(xiàn)有的微帶濾波器對(duì)于FBW<1％的高階窄帶濾波器，很難用常規(guī)材料實(shí)現(xiàn)，金屬微帶甚至不能形成完整的通帶，本文用介電

3、常數(shù)為10.8、厚度為1.27mm的介質(zhì)基片來(lái)實(shí)現(xiàn)。接著在已經(jīng)設(shè)計(jì)好的該濾波器的基礎(chǔ)上，為了使濾波器更加小型化，提出了用交指電容加載開(kāi)環(huán)諧振器的這種慢波結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。該結(jié)構(gòu)不僅可以使濾波器的面積更小，而且可以使濾波器的阻帶展寬，克服微帶固有的多諧性等。 最后把設(shè)計(jì)出的濾波器制作出來(lái)，用HP8720D矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行測(cè)量，與仿真結(jié)果和設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比。測(cè)試結(jié)果表明，該類(lèi)濾波器具有選擇性高、帶寬窄等特點(diǎn)。與設(shè)計(jì)指標(biāo)比較發(fā)現(xiàn)：通帶中心

4、插入損耗較大，中心頻率發(fā)生偏移，帶寬變寬。造成測(cè)量結(jié)果與仿真結(jié)果存在差距的原因主要是：①介質(zhì)基片介電常數(shù)的偏差和介質(zhì)基片的不均勻性；②頻率對(duì)耦合系數(shù)的不對(duì)稱(chēng)響應(yīng)；③插入損耗大主要是由導(dǎo)體損耗、輻射損耗和介質(zhì)基片的不均勻性造成的；④阻抗匹配的影響，由于制作條件的限制，饋線(xiàn)的加工精度無(wú)法得到很好的保證而饋線(xiàn)寬度發(fā)生微小變化，濾波器的頻率響應(yīng)曲線(xiàn)就會(huì)發(fā)生較大的變化；⑤為了節(jié)約材質(zhì)，濾波器的邊緣與板材的邊緣離的很近，使得通過(guò)邊緣場(chǎng)工作的微帶濾波