广义切比雪夫滤波器的电路仿真模型课件

广义切比雪夫滤波器的电路仿真模型 物理电子学院：贾宝富博士精品广义切比雪夫滤波器的优势n能通过引入传输零点而不用增加滤波器阶数来提高通道的选择性。n通过特定的交叉耦合，广义切比雪夫滤波器可以产生复数传输零点，以改善通带内的群时延特性。n传输零点位置可以任意指定，增加了设计的灵活性。精品什么是腔体滤波器的拓扑结构n拓扑结构实质上反映了腔体滤波器腔体之间的组合状态。n拓扑结构的表示方式：用实心的园点代表滤波器的腔体。用空心园点代表源和负载。用连线表示它们之间耦合。精品腔体滤波器拓扑结构的发展n早期的拓扑结构比较简单，不存在非相邻腔体的耦合。滤波器的零点一般都在无穷远处。n通过引入非相邻腔体的耦合（交叉耦合），提高了滤波器通带内的群时延特性和通带外的隔离度。有N-2个零点。n通过引入源与负载的直接耦合进一步提高了交叉耦合滤波器的性能。有N个零点。n拓扑结构从普通的折叠形、异形、轮形、CT和CQ形拓扑结构进一步发展到箱形拓扑结构。n由于这类滤波器的传输零点位置可以任意指定，增加了设计的灵活性。出现了各种不同特性的滤波器。例如，出现了双通带（阻带）或多通带（阻带）的滤波器的设计。精品广义切比雪夫滤波器的等效电路图一、A.E.Atia的 n 腔耦合滤波器等效电路模型 n严格地讲这个等效电路模型更多地是表现腔耦合滤波器的物理概念。在电路的表现形式上并不严谨。精品正交耦合滤波器的串联型等效电路模型 精品正交耦合滤波器 n一个谐振腔既可以用串联谐振回路表示也可以用并联谐振回路表示。当我们使用串联谐振回路表示谐振腔时，腔之间的耦合用K变换器表示。当我们使用并联谐振回路表示谐振腔时，腔之间的耦合用J变换器表示。n我们先考虑一个不包括源和负载耦合三腔正交耦合滤波器。精品3腔正交耦合滤波器的电路模型图二、3腔正交耦合滤波器的电路模型 精品3腔正交耦合滤波器的电路模型 精品K变换器的等效电路 n根据电路理论，阻抗变换器可以用一个具有电抗特性的T形网络表示。T型网络电抗元件的电抗值就是它们的变比。如果是磁耦合，K变换器的等效电路为图中的（a）。如果是电耦合，K变换器的等效电路为图中的（b）。图三、K变换器的等效电路 精品3腔正交耦合滤波器的等效电路模型 图四、3腔正交耦合滤波器的串联谐振回路等效电路模型精品3腔正交耦合滤波器的电路方程精品矩阵形式的电路方程或，上述方程可以写成如下的矩阵形式：其中，是的阻抗矩阵。精品阻抗矩阵精品精品精品精品精品归一化阻抗矩阵n归一化阻抗矩阵可以写成下面的形式，精品n腔正交耦合滤波器矩阵方程的一般形式 精品滤波网络对端口归一化 图六、三腔正交耦合滤波器归一化等效电路模型 精品精品源与负载直接耦合时的归一化耦合系数的关系n腔体之间的耦合n腔体与源或负载之间的耦合n源与负载之间的耦合精品源与负载直接耦合的变形低通滤波器精品K变换器设计公式其中，其中，Rs是信号源的内阻；是信号源的内阻；La,1是第一个串是第一个串联电联电感感值值；La,k是第是第k个串个串联电联电感感值值；RL是是变换变换后后负载负载的阻的阻值值。是是归归一化耦合系数一化耦合系数精品对相对工作带宽bfw去归一化去归一化原理：如果，我们需要把在角频率呈现的阻抗移动到角频率*bfw，则电感值需要改变为L/bfw。电感L在角频率的阻抗为jL；电感Lx在角频率*bfw的阻抗为j(*bfw)Lx；如果，令jL=j(*bfw)Lx，可以解出，x=1/bfw在K变换器计算公式中，令：精品归一化阻抗矩阵的一般形式正交耦合正交耦合滤滤波器波器电电路方程的一般形式路方程的一般形式 精品N腔正交耦合滤波器 的归一化耦合矩阵精品正交耦合滤波器的并联型等效电路模型 精品正交耦合滤波器的并联型等效电路模型 精品正交耦合滤波器的并联型等效电路模型 图七、三腔正交耦合滤波器的并联谐振回路电路模型 精品导纳变换器J图八、导纳变换器及其等效电路 精品三腔正交耦合滤波器的并联谐振回路等效电路模型图九、三腔正交耦合滤波器的并联谐振回路等效电路 精品电路方程精品矩阵形式电路方程或精品精品N腔正交耦合滤波器精品N腔正交耦合滤波器精品端口归一化图十、三腔正交耦合滤波器归一化等效电路模型 精品源和负载与腔体之间的耦合系数精品源与负载直接耦合时的归一化耦合系数的关系n腔体之间的耦合n腔体与源或负载之间的耦合n源与负载之间的耦合精品计算实例 精品计算实例-1nSmain Amari，“Adaptive Synthesis and Design of Resonator Filters With Source/Load-Multiresonator Coupling”，IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES,VOL.50,NO.8,AUGUST 2002，P 1696-1978中心频率：26.453GHz;带宽：41MHz零点频率：f1=26.323GHz;f2=26.524GHz;f1=26.607GHz;精品资料的仿真结果精品Designer的仿真结果精品例二、双通带滤波器的仿真结果n设计一个用于CDMA的滤波器，其工作的双通带分别为：825-835MHz、870-880MHz,则其中心频率=852MHz，带内衰减小于1.5dB，0.78 GHz以下及0.92GHz以上衰减大于40dB，端口反射系数小于-20dB。精品仿真结果精品谢谢！精品