微带滤波器的原理与设计

微带 滤波器设计

微带交指滤波器的设计

常树茂 刘水英

（西安机电信息研究所 710065）

摘要： 本文介绍了一种微带交指滤波器的简便设计方法。通过简单运算，可得到所需设计参数，再利用电磁仿真软件进行阻抗匹配、调整，便可获得工程实用的微带交指滤波器。文中还给出一个L波段设计实例。 关键词：耦合系数

0 引言

微带交指滤波器体积小、易加工、可靠性和一致性好，现已被广泛应用在微波系统中。设计微带交指滤波器可以先使用对称线交指滤波器的设计方法，求出交指滤波器的电容网络参数(1)，然后运用微带线设计式计算出微带参数(2)。使用这种方法一是计算繁琐，二是有时设计出的参数制板工艺很难实现。本文使用的设计参数是滤波器终端外界Q值和谐振器间的耦合系数K。终端外界Q值指的是终端电阻反射到它最近的谐振器中所得出的Q值，而耦合系数K是指滤波器中任两个相邻谐振器间的耦合阻抗与它们的电纳斜率的几何平均值之比。这些参数可以使用简单的计算式得到，而这些滤波器参数与微带参数之间的关系可以通过实验的方法得到通用曲线(3)。通过查曲线，可以很方便得到微带线的设计参数。交指滤波器的输入输出阻抗的匹配可以使用电磁仿真软件来调整，这样很快就可以设计出一个工程实用的滤波器。

1 滤波器的参数计算

本科生毕业论文(设计) 题 目：学生姓名：学 号：专业班级：指导教师：

完成时间：

基于ADS的微带耦合

滤波器的设计 2014年 月 日

目录

摘要................................................................................................................................ I Abstract ......................................................................................................................... II 第一章 绪论............................................................

射频微带滤波器的优化设计与矩量仿真

2011年第01期，第44卷 通 信 技 术 Vol.44，No.01,2011 总第229期 Communications Technology No.229,Totally

射频微带滤波器的优化设计与矩量仿真

赫建成， 赵常余

（西南科技大学 信息工程学院，四川 绵阳 621010）

【摘 要】在无线通信系统中，射频微带滤波器至关重要，经常要用滤波器从各种电信号中提取出想要的频谱信号。滤波器的性能在许多RF和微波系统中变得越来越重要。因此，设计了应用于射频微波系统下的阶跃阻抗低通微带滤波器，通过使用梯度优化方法，优化了滤波器的电路参数，提升了滤波器的整体性能，最终生成了微带滤波器的版图，并采用矩量法进行了电磁仿真，综合对比了版图和原理图的仿真结果，分析了结果的差异性。

【关键词】射频; 微带线; 滤波器; 矩量仿真

【中图分类号】TP391 【文献标识码】A

e23471d0b9f3f90f76c61b3c

- 1 -基于ADS 微带耦合滤波器的设计和仿真

徐晓东

武汉理工大学信息工程学院，武汉（430070）

E-mail ：xxdtq@e23471d0b9f3f90f76c61b3c

摘 要：本论文主要阐述微波电路中平行藕合微带线带通滤波器的简易设计过程以及对存在问题的解决方案。利用常用的切比雪夫带通滤波器来实现给定的滤波器技术指标，采用微波设计软件ADS 并结合实用的解决方案对带外抑制和插入损耗进行优化设计，最终得到比较理想的带通滤波器。

关键词：平行藕合微带线；结构仿真；ADS

1. 引言

微波带通滤波器是一种被广泛研究的微波滤波器类型，它的品种繁多，性能各异，是现代电子系统中的关键部件之一。微带线型滤波器是一种分布参数滤波器，它是由微带线或耦合微带线组成，具有体积小、重量轻、价格低、性能稳定可靠等优点，在微波工程中的应用相当广泛。[1]

为设计出符合要求的带通滤波器结构, 以往的设计过程设计者需要进行很大的计算和查表工作量, 因为微带滤波器电路考虑的是分布参数。而且也无法验证结构参数的正确性以及精确性，所以如果调试目标板不理想的话就得重新估算，重新考虑微带边缘的修正问题。这样反复进行试验，延长了设计周期

微带低通滤波器ADS仿真实验

3100403028 刘骥 通信101

一．实验目的

1.了解微带低通滤波器的设计方法及原理 2.熟悉ADS2011软件 二．具体指标 1.具有最平坦响应 2.截止频率?c?2.5GHz

3.在??4GHz处的插入损耗必须大于20dB

4.阻抗为50?，采用6阶巴特沃兹低通原型，最高实际线阻抗为120?，最低实际阻抗为

20?，采用的基片参数为

d?1.58mm,?r?4.2,tan??0.02，铜导体的厚度为t?0.035mm

三．滤波器设计步骤

1.根据设计要求确定低通原型元器件值

2.采用阻抗和频率定标公式，用低阻抗和高阻抗线段代替串联电感和并联电容。所需微带线的电长度?l，以及实际微带线宽w和线长l可由ADS软件中的lineCalc工具计算得到 3.根据得到的线宽和线长进行建模并仿真计算 计算如下：

|w4|?1??1?0.6wwc2.5，由下图1.1看出，对于n=6的曲线，当(||?1)?0.6wc时，LA<20dB,故最大平坦滤波器级数n=6。

图1.1 最大平坦滤波器原型的衰减与归一化频率的关系曲线

根据表1.2列出低通原型值：

g1?0.5176,g2?1.4142,g3?0.9318,g4?0.9318,g5?

EMI滤波器设计原理

高频开关电源由于其在体积、重量、功率密度、效率等方面的诸多优点，已经被广泛地应用于工业、国防、家电产品等各个领域。在开关电源应用于交流电网的场合，整流电路往往导致输入电流的断续，这除了大大降低输入功率因数外，还增加了大量高次谐波。同时，开关电源中功率开关管的高速开关动作（从几十kHz到数MHz），形成了EMI（electromagnetic interference）骚扰源。从已发表的开关电源论文可知，在开关电源中主要存在的干扰形式是传导干扰和近场辐射干扰，传导干扰还会注入电网，干扰接入电网的其他设备。

减少传导干扰的方法有很多，诸如合理铺设地线，采取星型铺地，避免环形地线，尽可能减少公共阻抗；设计合理的缓冲电路；减少电路杂散电容等。除此之外，可以利用EMI滤波器衰减电网与开关电源对彼此的噪声干扰。

EMI骚扰通常难以精确描述，滤波器的设计通常是通过反复迭代，计算制作以求逐步逼近设计要求。本文从EMI滤波原理入手，分别通过对其共模和差模噪声模型的分析，给出实际工作中设计滤波器的方法，并分步骤给出设计实例。 1 EMI滤波器设计原理

在开关电源中，主要的EMI骚扰源是功率半导体器

课程设计说明书（论文）

《数字信号处理》课程设计报告

设计课题 滤波器设计与实现

专业班级 姓 名 学 号

报告日期 2012年11月

第 1 页 共 15页

课程设计说明书（论文）

《数字信号处理》

课程设计任务书

题 目 学生姓名 利用窗函数设计FIR带阻滤波器 学号 专业班级 一、设计内容： 产生包含三个正弦成分（120hz,80hz,20hz）的信号，设计基于窗函数的FIR滤波器去除80hz成分，保留120hz,20hz信号。通带允许的最大衰减为0.25dB，阻带应达到的最小衰减为30dB。 滤波器的采样频率为500Hz。 二、设计要求 1 设计报告一律按照规定的格式，使用A4纸，格式、封面

FIR滤波器的研究与

设计 新乡学院毕业论文资

料库

1 引言

随着信息技术的迅猛发展，数字信号处理已成为一个极其重要的学科和技术领域。在通信、语音、图像、自动控制和家用电器等众多领域得到了广泛的应用。数字滤波是数字信号处理的重要环节，它在数字信号处理中占有着重要的地位,它具有可靠性好、精度高、灵活性大、体积小、重量

1

轻等优点。随着数字技术的发展，数字滤波器越来越受到人们的重视，广泛地应用于各个领域。数字滤波器的输入输出信号都是数字信号，它是通过一定的运算过程改变输入信号所含频率成分的相对比例或者滤除某些频率成分来实现滤波的，这种运算过程是由乘法器、加法器和单位延迟器组成的。数字滤波器是数字信号处理技术的重要内容，其对数字信号进行的最常见处理是保留数字信号中的有用频率成分和去除信号中的无用频率成分。按照时间域的特性，数字滤波器可以分为无限冲激脉冲响应数字滤波器（IIR滤波器）和有限冲激脉冲响应数字滤波器（FIR滤波器）[1]。

从性能上来说，IIR滤波器传输函数的极点可位于单位圆内的任何地方，因此可用较低的阶数获得高的选择性，所用的存贮单元少，所以经济而效率高。但是这个高效率是以相位的非线性为代价的。选择性越好，则相位非线性越严重。相反

FIR滤波器的研究与

设计 新乡学院毕业论文资

料库

1 引言

随着信息技术的迅猛发展，数字信号处理已成为一个极其重要的学科和技术领域。在通信、语音、图像、自动控制和家用电器等众多领域得到了广泛的应用。数字滤波是数字信号处理的重要环节，它在数字信号处理中占有着重要的地位,它具有可靠性好、精度高、灵活性大、体积小、重量

1

轻等优点。随着数字技术的发展，数字滤波器越来越受到人们的重视，广泛地应用于各个领域。数字滤波器的输入输出信号都是数字信号，它是通过一定的运算过程改变输入信号所含频率成分的相对比例或者滤除某些频率成分来实现滤波的，这种运算过程是由乘法器、加法器和单位延迟器组成的。数字滤波器是数字信号处理技术的重要内容，其对数字信号进行的最常见处理是保留数字信号中的有用频率成分和去除信号中的无用频率成分。按照时间域的特性，数字滤波器可以分为无限冲激脉冲响应数字滤波器（IIR滤波器）和有限冲激脉冲响应数字滤波器（FIR滤波器）[1]。

从性能上来说，IIR滤波器传输函数的极点可位于单位圆内的任何地方，因此可用较低的阶数获得高的选择性，所用的存贮单元少，所以经济而效率高。但是这个高效率是以相位的非线性为代价的。选择性越好，则相位非线性越严重。相反

简单介绍了FIR滤波器的原理及其设计

长春工程学院学报(自然科学版)2003年第4卷第1期J.ChangchunInst.Tech.(Nat.Sci.Edi.),2003,Vol.4,No.1CN　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2221323/N

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FIR滤波器原理及设计方法

闫胜利

(长春工程学院信息工程系,长春130021)

摘　要:简述了数字滤波器中的有限冲击响应(滤波器原理,对FIR了研究,关键词:();相位;窗函数中图分类号:TN713.7文献标识码:A文章编号:100928984(2003)0120063203

有限冲击响应(FIR)滤波器和无限冲击响应(IIR)滤波器广泛应用于数字信号处理系统中。IIR数字滤波器方便简单,但它相位的线性,要采用全通网络进行相位校正。图象处理以及数据传输,都要求信道具有线性相位特性,有限冲击响应(FIR)滤波器具有很好的线性相位特性,因此越来越受到广泛的重视。

有限冲击响应(FIR)滤波器的特点:(1)系统的

(2)系单位冲击响应h(n)在有限个n值处不为零。

统函数H(z)在|z|>0处收敛,极点全部在z=0

(3)结构上主要是非递归结构,没有处(稳定系统