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,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,微波理,论,论培训,培训内,容,容,滤波器,在,在基站,中,中的作,用,用,带通滤,波,波器理,论,论,带通双,工,工器,低通滤,波,波器的,应,应用,耦合器,理,理论,功分/,合,合路器,理,理论,大功率,滤,滤波器,概,概述,调试规,范,范,带通滤,波,波器的,波,波形,S参数,反,反映产,品,品的通,过,过信号,和,和反射,信,信号的,大,大小,S12,：,：Port2,的,的输出,功,功率与Port1的,输,输入功,率,率,的比值,。,。,例如：,假,假设输,出,出功率,为,为输入,功,功率的,90,则,则S12的,对,对数表,示,示为：,LOG,（,（S12）10Log（0.9,）,）-0.45,即此时,该,该频点,的,的衰减,为,为-0.45dB,S11,：,：反射,回,回Port1,的,的功率,与,与Port1,的,的输出,功,功,率的比,值,值。,例如：,假,假设输,出,出功率,为,为输入,功,功率的1,则S11的对,数,数表示,为,为：,LOG,（,（S11）10Log（0.01）-20,即此时,该,该频点,的,的回波,为,为-20dB,带通滤,波,波器的,波,波形,整个滤,波,波器的,响,响应，,可,可以理,解,解为由n（n,为,为滤波,器,器腔数,）,）个相,关,关联的,单,单腔谐,振,振，通,过,过一定,的,的组合,构,构成。,如,如左上,图,图虚线,表,表示。,除两个,抽,抽头腔,外,外的每,个,个谐振,腔,腔，形,成,成一个,在,在通带,内,内的谐,振,振峰，,谐,谐振峰,之,之间通,过,过不同,大,大小的,窗,窗口耦,合,合，排,列,列在通,带,带内的,不,不同位,置,置，形,成,成通带,。,。,左下图,为,为滤波,器,器的回,波,波草图,。,。对于,带,带通滤,波,波器，,有,有几个,谐,谐振腔,（,（包括,两,两个抽,头,头腔）,就,就会在,通,通带内,形,形成几,个,个传输,极,极点（,即,即对应,的,的图中,红,红色圆,圈,圈内的,波,波谷）,。,。,回波与,驻,驻波相,对,对应，,回,回波曲,线,线中的,波,波谷，,对,对应在,驻,驻波曲,线,线中，,也,也是一,个,个波谷,。,。,基站的,基,基本结,构,构,带通滤,波,波器的,工,工作原,理,理,原始信,号,号,滤波器,响,响应,滤波后,的,的信号,带通滤,波,波器的,主,主要电,气,气参数,1.带外抑,制,制：,带外抑,制,制指，,滤,滤波器,在,在工作,频,频段以,外,外的频,点,点处对,信,信号的,衰,衰减。,滤波器,抑,抑制主,要,要由腔,数,数决定,。,。腔数,越,越多带,外,外抑制,越,越好，,同,同时插,损,损也越,大,大；,上图为,不,不加飞,杆,杆的滤,波,波器响,应,应，左,、,、右图,分,分别为5腔和7腔的,响,响应。,对,对比二,图,图可以,明,明显看,出,出：7,腔,腔响应,的,的带外,抑,抑制优,于,于5腔,响,响应；7腔响,应,应的中,心,心频点,的,的插损,为,为-1.17dB，5腔响,应,应的中,心,心频点,插,插损为-0.7dB,。,。,带通滤,波,波器的,主,主要电,气,气参数,2.通带带,宽,宽：,滤波器,的,的带宽,指,指满足,插,插损要,求,求的最,大,大通带,频,频率宽,度,度。带,宽,宽根据,客户的,要,要求而,定,定。在,设,设计和,生,生产上,要,要将带,宽,宽适当,拓,拓宽，,以,以保证,滤,滤波器,在,在不,同工作,环,环境下,都,都能满,足,足客户,指,指标。,带,带宽拓,宽,宽越多,，,，在标,准,准频点,的,的插损,越,越小，,同,同时带,外,外抑制,也,也会变,小,小。,3.,传,传输零,点,点：,理论上,抑,抑制无,限,限大的,频,频点。,滤,滤波器,中,中加入,不,不同结,构,构的飞,杆,杆，就,能,能在通,带,带外加,入,入传输,零,零点。,下,下图为,不,不加飞,杆,杆和加,入,入两个,感,感飞后,的,的滤波,器,器响应,。,。加入,零,零点后,，,，通带,有,有零点,的,的一边,抑,抑制增,强,强，另,一,一边抑,制,制有所,减,减弱，,同,同时通,带,带靠近,零,零点的,边,边频插,损,损增大,。,。,带通滤,波,波器的,主,主要电,气,气参数,5.,插,插入损,耗,耗：,插入损,耗,耗简称,插,插损，,指,指模块,置,置入系,统,统后，,对,对工作,频,频段信,号,号引入,的衰减,。,。影响,插,插损的,因,因素除,了,了上面,提,提到的,腔,腔数和,带,带宽外,，,，还受,单,单腔尺,寸,寸的,影响。,滤,滤波器,的,的单腔,尺,尺寸越,大,大，工,作,作中每,个,个腔能,够,够储存,的,的能量,越,越多，,损,损耗,越小。,6.相,位,位和群,时,时延：,电磁波,信,信号通,过,过滤波,器,器，在,相,相位上,和,和时间,上,上都会,出,出现延,迟,迟。,在功率放大,器,器中，为了,实,实现功率/,信,信号上的合,成,成或相消，,就,就需要调整,某,某一路信号,的,的相位/群,时,时延。如果,仅,仅用传输线,来,来实现，则50纳秒的,时,时延就需要,用,用16.3,米,米传输线，,而,而使用带通,滤,滤波器，只,需,需要5腔就,可,可以实现。,带通滤波器,的,的结构,通常的带通,滤,滤波器具有,左,左图所示的,结,结构：,抽头：将外,部,部输入信号,馈,馈入滤波器,或,或者将经过,滤,滤波器的信,号,号导出。,谐振腔：形,成,成通带内的,谐,谐振点；,耦合窗口：,在,在谐振腔之,间,间传输电磁,信,信号，同时,调,调整成不同,的,的耦合度，,以,以满足滤波,器,器设计的需,要,要；,感飞，容飞,，,，对称飞：,形,形成通带外,的,的传输零点,（,（即抑制点,）,）,滤波器抽头,模,模型,抽头为带通,滤,滤波器的馈,电,电装置。其,结,结构关系到,馈,馈电强度，,以,以及与外部,接,接口的匹配,对于同轴谐,振,振器带通滤,波,波器，必须,将,将输入/输,出,出端的抽头,都,都设计到位,，,，才能保证,通,通带驻波较,小,小。不合理,的,的抽头设计,，,，会导致输,入,入能量较多,被,被反射，S11较大，,驻,驻波调不下,来,来，通带插,损,损增大。,谐振器模型,左图为单个,谐,谐振腔的电,场,场模型及其,等,等效电路原,理,理图。,图为不带圆,盘,盘的谐振杆,的,的圆腔谐振,器,器，谐振杆,顶,顶部与盖板,形,形成的电容,，,，可以理解,成,成等效电路,中,中的端接电,容,容。,等效电路中,的,的谐振频率,计,计算公式为,：,：,为谐振杆加,入,入圆盘，相,当,当于加大了,端,端接电容，,圆,圆盘越大，,电,电容越大，,谐,谐振频率越,低,低；,同样加入调,谐,谐螺杆，也,相,相当于加大,端,端接电容，,螺,螺杆进得越,深,深，端接电,容,容值越大，,谐,谐振频率越,低,低。,所以，将所,有,有的调谐螺,杆,杆往里进，,则,则滤波器通,带,带低偏。,两个谐振器,的,的耦合模型,左上图为两,个,个圆形谐振,腔,腔相互耦合,的,的电场分布,模,模型。,电磁场通过,谐,谐振腔之间,的,的窗口耦合,；,；耦合螺杆,的,的加入，“,吸,吸引”电力,线,线向螺杆集,中,中，从而加,强,强两相邻腔,的,的耦合效果,。,。,每个谐振腔,有,有各自的谐,振,振频率，当,相,相邻的两个,腔,腔发生耦合,时,时，其谐振,频,频率相互“,排,排斥”，耦,合,合越强，“,排,排斥”效果,越,越明显，如,左,左下图所示,。,。,所以，若将,所,所有的耦合,螺,螺杆都往里,进,进，则通带,带,带宽变宽。,带通滤波器,的,的飞杆,容飞结构,感飞结构,右上图的感,飞,飞/容飞位,置,置上，若加,入,入容飞结构,则,则实现容飞,，,，加入感飞,结,结构则实现,感,感飞；,右下图的对,称,称飞位置上,加,加入容飞结,构,构，可实现,对,对称飞，加,入,入感飞结构,不,不能形成零,点,点。,调试中，感,飞,飞太强/弱,，,，可以通过,勾,勾/压飞杆,来,来改变飞杆,强,强度；容飞,或,或对称飞太,强,强/弱则需,要,要打开盖板,，,，减短/加,长,长飞杆。,几种传输零,点,点,图为三种传,输,输零点的响,应,应。,传输零点可,以,以增加相应,频,频点的S12衰减。飞,杆,杆越强，则,零,零点越靠近,通,通带；飞杆,越,越弱，则零,点,点越远离通,带,带。,带通双工器,带通双工器,为,为一个低频,端,端带通滤波,器,器和一个高,频,频端带通滤,波,波器合成；,低频端滤波,器,器和高频端,滤,滤波器会产,生,生相互影响,，,，产生影响,的,的主要为天,线,线端（ANT）的第一,，,，第二个谐,振,振腔；,其影响可以,通,通过合理设,计,计抽头来减,弱,弱。,低通滤波器,*低通滤波,器,器常作为带,通,通带通滤波,器,器的补充元,件,件使用，,所有用微波,结,结构实现的,带,带通滤波器,，,，都会在通,带,带的高频端,形,形成谐波，,如,如左图所示,。,。在谐波位,置,置，滤波器,对,对带外信号,的,的抑制不能,满,满足系统要,求,求。因此，,为,为了改善滤,波,波器的远端,抑,抑制，就需,要,要为带通滤,波,波器串接一,个,个低通滤波,器,器，响应如,右,右图。,低通滤波器,左图为串接,低,低通后的带,通,通滤波器响,应,应。可见，,串,串接后滤波,器,器的远端谐,波,波被抑制，,而,而通带响应,并,并未收到大,的,的影响。,右图为现在,常,常用的同轴,高,高低阻抗线,低,低通滤波器,的,的内导体组,件,件。,耦合器,定向耦合器,一,一般属于四,端,端口网络，,它,它有输入端,、,、直通端、,耦,耦合端和隔,离,离端，分别,对,对应左图所,示,示的,1,、,2,、3和,4,端口。,定向耦合器,的,的主要技术,指,指标有耦合,度,度、隔离度(或方向性)、输入驻,波,波比和工作,带,带宽。,耦合度,C,定义为输入,端,端的输入功,率,率,P,1,与耦合端的,输,输出功率,P,3,之比的分贝,数,数，即：,(dB),耦合度的分,贝,贝数愈大耦,合,合愈弱。,隔离度,D,定义为输入,端,端的输入功,率,率,P,1与隔离端,的,的输出功率,P,4之比的分,贝,贝数，即,(dB),理想情况下,，,，隔离端应,无,无输出功率,，,，隔离度为,无,无限大。实,际,际上常有极,小,小部分功率,从,从隔离端输,出,出。,方向性,是耦合端输,出,出功率,P,3与隔离,端的输出功,率,率,P,4之比，即,：,：,微带线耦合,器,器,左图为几种,微,微带耦合器,结,结构：,耦合度大小,与,与两条传输,线,线之间的距,离,离有关，距,离,离越近则耦,合,合越强；,隔离度主要,取,取决于所采,用,用的耦合器,结,结构。左图,的,的前四种结,构,构为改良后,的,的平行耦合,线,线结构，能,比,比一般的耦,合,合线实现更,大,大的隔离度,；,；,后两种结构,为,为分支定向,耦,耦合器，可,以,以更容易实,现,现较宽的带,宽,宽。,在调试中，,常,常常通过刀,刻,刻或者贴箔,片,片来改变两,传,传输线的距,离,离，从而调,节,节耦合度。,带状线耦合,器,器,图为带状线,耦,耦合器的测,试,试响应及其,模,模型；,带状线耦合,器,器在产品中,也,也常用到，,它,它的特点是,承,承受功率较,大,大，损耗较,小,小；,类似与微带,耦,耦合器，带,状,状线耦合器,的,的调试方法,，,，也是用刀,刻,刻或者贴箔,片,片，加焊锡,。,。,另外，产品,中,中常用到的,主,主副杆耦合,器,器，也属于,带,带状线耦合,器,器。不同点,在,在于它将带,状,状线耦合器,中,中的薄片换,成,成了金属圆,杆,杆。,功分/合,路,路器,左图是微,带,带三端口,功,功分器原,理,理图。,信号由1,端,端口输入,，,，分别经,过,过两段微,带,带线从2,和,和
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