射頻微波濾波器(5)-螺旋濾波器

2016-10-30  by:CAE仿真在線  來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

螺旋諧振器類似于一個(gè)四分之一波長(zhǎng)的同軸線諧振器。兩者不同之處在于螺旋諧振器內(nèi)導(dǎo)體是螺旋線形的,而同軸線諧振器的內(nèi)導(dǎo)體是直的。對(duì)于工作在同一頻率上的螺旋諧振器和同軸線諧振器相比,螺旋諧振器的體積可作得比同軸線諧振器小得多,且能保持較高的無(wú)載 Q 值(約為 1000 左右)。

螺旋諧振器也屬于同軸腔諧振器的一種,由于電場(chǎng)和磁場(chǎng)全部限制在腔體內(nèi),所以沒有輻射損耗;若選用介質(zhì)損耗很小的材料做支架,或者不用支架,則介質(zhì)耗損也很小;若選用合適的導(dǎo)體材料,外表面鍍銀,則金屬損耗也很小,那么諧振器的無(wú)載Q值就可以做得較高(能夠達(dá)到1000左右),這是 LC 濾波器所不能達(dá)到的。

螺旋濾波器在 10MHz 到 1500MHz 的范圍內(nèi),均可以設(shè)計(jì)出來(lái)。由于螺旋線中場(chǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,其能實(shí)現(xiàn)的帶寬普遍很窄,這是螺旋濾波器的一個(gè)缺點(diǎn)。

540 MHz螺旋濾波器設(shè)計(jì)

具體指標(biāo)如下:

中心頻率: f0=540 MHz;

通帶帶寬: Δ f=12 MHz;

FBW=2.2%

帶內(nèi)插損: IL ≤0.5dB

回波損耗: LR ≥20dB

帶外抑制:f0 ± 20 MHz , Ls ≥30dB

輸入輸出方式:標(biāo)準(zhǔn) SMA 接頭

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圖1 4 階交叉耦合濾波器的模型

 

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圖2 Designer 中的二維模型

 

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 圖3 CST 中建立的單腔體三維模型及仿真結(jié)果

 

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圖4 諧振器耦合結(jié)構(gòu)

 

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圖5 諧振器交叉耦合結(jié)構(gòu)

 

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圖6 外部Q值仿真結(jié)構(gòu)

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圖7 四階交叉耦合螺旋濾波器仿真

 

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圖8 四階交叉耦合螺旋濾波器實(shí)物圖

 

加工出的實(shí)物測(cè)試圖如圖9所示,可以看出,其帶內(nèi)回波損耗大于 16dB,插損大于 2dB。

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圖9 四階交叉耦合螺旋濾波器測(cè)試結(jié)果

 

 

參考文獻(xiàn):

成都電訊工程學(xué)院,《LC 濾波器和螺旋濾波器的設(shè)計(jì)》,北京人民郵電出版社,1978.

楊飛,《基于通信系統(tǒng)的螺旋濾波器的研究》,2010.


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