GSM-R頻段微帶帶通濾波器的研究與設(shè)計.pdf

1、濾波器在射頻/微波頻段扮演著非常重要的角色。現(xiàn)在無線通信不斷的要求濾波器有更高的性能、更小的體積、更輕的重量和更低的價格。本文研究和設(shè)計的微帶準(zhǔn)橢圓函數(shù)濾波器就是基于這樣的目標(biāo)。 基于上述要求本文設(shè)計了用于GSM-R頻段的四階微帶帶通準(zhǔn)橢圓函數(shù)濾波器。由于準(zhǔn)橢圓函數(shù)濾波器比切比雪夫濾波器增加了帶外的衰減極點(diǎn)，因此可以使濾波器的帶外陡峭度和選擇性得到改善。再加上本文選取了微帶開環(huán)諧振器來實現(xiàn)該濾波器，降低了加工難度，而且在諧振器間

2、引入交叉耦合還可以使制作的濾波器更緊湊，從而達(dá)到小型化的目的。 本文設(shè)計的四階微帶帶通準(zhǔn)橢圓函數(shù)濾波器具有一對傳輸零點(diǎn)，分別是：中心頻率為887MHz時傳輸零點(diǎn)在883.4MHz和890.6MHz；中心頻率為932MHz時傳輸零點(diǎn)在928.4MHz和935.6MHz，其絕對帶寬為4MHz，相對帶寬FBW<0.5％。然而現(xiàn)有的微帶濾波器對于FBW<1％的高階窄帶濾波器，很難用常規(guī)材料實現(xiàn)，金屬微帶甚至不能形成完整的通帶，本文用介電

3、常數(shù)為10.8、厚度為1.27mm的介質(zhì)基片來實現(xiàn)。接著在已經(jīng)設(shè)計好的該濾波器的基礎(chǔ)上，為了使濾波器更加小型化，提出了用交指電容加載開環(huán)諧振器的這種慢波結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。該結(jié)構(gòu)不僅可以使濾波器的面積更小，而且可以使濾波器的阻帶展寬，克服微帶固有的多諧性等。 最后把設(shè)計出的濾波器制作出來，用HP8720D矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行測量，與仿真結(jié)果和設(shè)計指標(biāo)進(jìn)行對比。測試結(jié)果表明，該類濾波器具有選擇性高、帶寬窄等特點(diǎn)。與設(shè)計指標(biāo)比較發(fā)現(xiàn)：通帶中心

4、插入損耗較大，中心頻率發(fā)生偏移，帶寬變寬。造成測量結(jié)果與仿真結(jié)果存在差距的原因主要是：①介質(zhì)基片介電常數(shù)的偏差和介質(zhì)基片的不均勻性；②頻率對耦合系數(shù)的不對稱響應(yīng)；③插入損耗大主要是由導(dǎo)體損耗、輻射損耗和介質(zhì)基片的不均勻性造成的；④阻抗匹配的影響，由于制作條件的限制，饋線的加工精度無法得到很好的保證而饋線寬度發(fā)生微小變化，濾波器的頻率響應(yīng)曲線就會發(fā)生較大的變化；⑤為了節(jié)約材質(zhì)，濾波器的邊緣與板材的邊緣離的很近，使得通過邊緣場工作的微帶濾波