1、射頻微波電路設計及CAD課程設計報告 系別專業： 電子信息科學與技術 姓 名： 黃玉嬋 學 號： 19720132203332 實驗日期： 2016 年 5 月 30日利用1/4波長，1/2波長諧振器構建小型雙波段、三波段帶通濾波器設計摘要這篇文章主要介紹了利用/4與/2諧振器設計的雙波段和三波段帶通濾波器。/4諧振器影響頻率較低的通帶，/2諧振器影響頻率較高的通帶。每個通帶的帶寬可獨立的受相應諧振器耦合間隙影響。為了證實以上觀點，設計了兩個實驗，并且證實了設想和實際測量是相符合的。關鍵字雙波段、三波段、微帶、帶通濾波器、/4諧振器、/2諧振器1目錄利用1/4波長，1/2波長諧振器構建小型雙波

2、段、三波段帶通濾波器設計1摘要1關鍵字11.簡介12.雙帶通濾波器設計13.三帶通濾波器設計54.結論7附錄:711.簡介  在現代無線通信系統中，多頻帶帶通濾波器已成為最重要的電路元件的其中之一。近來，越來越多的雙波段和三波段濾池已經實現了，因為他們的行為多頻段階梯阻抗諧振器。例如，一個雙波段微帶帶通濾波器使用階躍阻抗諧振器具有新型耦合方案，提出了以提高布局緊湊性和改善濾波器的性能。偽叉指臺階阻抗諧振器被用來設計緊湊雙頻濾波器。三帶通濾波器使用組合的四分之一波長諧振器的設計。三節階梯阻抗諧振器可以被用來設計三波段濾波器。三頻濾波器使用短和開放設計的短截線加載的諧振器。&#

3、160; 為了在不增加電路尺寸情況下實現在每個頻帶帶寬要求，這篇文章中提出了一些關于設計小巧的雙核和三帶通濾波器時使用/ 4和/2諧振器時的觀點。/ 4諧振器被設計成在較低的通帶(多個)共振，/ 2諧振器被設計成在較高通帶諧振。/ 4和/ 2諧振器并聯配置簡單用于獲得雙通帶(三通帶)的反應。因此，每個通帶的中心頻率和帶寬可以在一定相關條件下被控制。如/ 4諧振器是用來在較低通帶(多個)操作，所以用濾波器使用二（三）階/ 2諧振器相比，該濾波器的總尺寸減小。采用雙波段(2.45 / 5.25GHz)響應和三波段（2.45 / 3.5 / 5.25GHz）響應的設計和制造濾池的兩個例子的

4、濾波器的測量結果與該一致的模擬結果。2.雙帶通濾波器設計圖1示出了所提出的雙頻帶的幾何形狀通網絡連接.濾波器由兩/ 4發夾諧振器和兩個/ 2發夾諧振器。在圖1中，經由連接該微帶線和所述接地平面由直徑為D的圓表示。圖1雙帶通濾波器的布局雙通帶濾波器的模型截圖：(HFSS仿真模型)圖2雙通帶濾波器的模型圖(HFSS仿真模型)在這篇文章中，建議雙帶通濾波器是要設計介電常數=2.55，損耗在基板上切線tangent=0.0029，以及厚度h=0.8mm.雙通帶頻率分別被選擇為2.45GHz（F1）和5.25GHz（F2），這是在現代無線商業經常被用到的應用。第一個通帶頻率可以在一定相關情況下通過調諧/

5、 4諧振器的長度被控制，而第二通帶頻率可以通過調整/2諧振器的長度。/ 4諧振器的總長度的L11所可以由下列公式計算：L11=c4f1effeff表示基板的有效介電常數./ 2諧振器的總長度L22可以通過以下公式來計算：L22=c4f2eff利用ADS計算W,L如下圖所示： 圖3 ADS計算微帶線帶長和寬根據HFSS仿真模擬進行繪圖的結果如圖所示：圖4 HFSS仿真結果繪圖可以從圖中看出，模型的中心頻率為2.45GHz和5.25GHz.設計兩個/4諧振器通帶之間的耦合間隙S1到有效地改變的帶寬的第一個通帶，而第二頻帶是固定的，如圖5。顯然，該第一個通帶的帶寬變?。?4.339.59），增加S1

6、從0.8mm至1.2mm，因為耦合結構的相互耦合程度變弱。采用其他方式，如增加/ 2諧振器耦合間隙之間S2，從0.2mm至0.4mm時，所述第二通帶的帶寬變?。?.2935.33），而第一個通帶是固定的，如在圖6。從模擬結果，我們可以發現各個波段的帶寬可以在一個相對狹窄的范圍內獨立調節。一個簡單的雙頻帶通濾波器電路樣本是模擬用來演示測量性能的。在圖1所建議的濾波器的主要物理尺寸：S1 = 1.1 mm，S2 = 0.3mm，S4 =0.2mm，W1 = 1mm，W2 = 0.5mm，L1 =5.4 mm，L2 =7.7 mm，L3 = 5.1：，L4 =8.9 mm，D =1 mm。圖5 不同

7、耦合間隙S1下的頻率響應可以看出， S1從0.8到1.2mm，低頻帶帶寬逐漸變小，高頻帶原本應該不變，但S1=1.2mm時，現在出現了偏移。圖6 不同耦合間隙S2下的頻率響應可以看出，S2從0.2到0.3mm，低頻帶不變，高頻帶帶寬減小。但當S2大于0.3mm時，波形均出現較大異常?？赡苁悄Ｐ蛥颠€未達到要求，某些方面設置仍舊不是非常合理等等。3.三帶通濾波器設計圖7示出所提出的三帶通濾波器的布局。圖7 三帶通濾波器的布局圖該濾波器包括兩個/ 4發夾諧振器，二/ 2發夾諧振器，和兩個諧振在第二通頻帶的頻率彎曲的/ 4諧振器。三個通帶頻率可以獨立通過調諧/ 4諧振器的長度或/ 2諧振器來控制。彎

8、曲的/ 4諧振器之間的耦合間隙S3調諧會改變第二通帶的帶寬（7.4335.29），而第一個和第三通帶是固定的，其在圖5中示出。三通帶濾波器的模型截圖：(HFSS仿真模型)圖8雙通帶濾波器的模型圖(HFSS仿真模型)根據HFSS仿真模擬進行繪圖的結果如圖所示：.圖9 HFSS仿真結果繪圖可以從圖中看出，三通帶模型的中心頻率為2.45GHz，3.5GHz，5.25GHz.圖10 不同耦合間隙S3下的頻率響應可以看出，S3從0.6到0.8mm，低頻帶不變，中頻帶帶寬變小，高頻帶按論文要求應該不改變，但模擬結果出現偏移。所提出的三頻濾波器是在同一基板上制造如上述節中提到。中心頻率分別是2.45GHz，3.5GHz，和5.25GH