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1、廣義切比雪夫濾波器的電路仿真模型,物理電子學(xué)院：賈寶富博士,廣義切比雪夫濾波器的優(yōu)勢,能通過引入傳輸零點而不用增加濾波器階數(shù)來提高通道的選擇性 。 通過特定的交叉耦合，廣義切比雪夫濾波器可以產(chǎn)生復(fù)數(shù)傳輸零點，以改善通帶內(nèi)的群時延特性 。 傳輸零點位置可以任意指定，增加了設(shè)計的靈活性。,什么是腔體濾波器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實質(zhì)上反映了腔體濾波器腔體之間的組合狀態(tài)。 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的表示方式：用實心的園點代表濾波器的腔體。用空心園點代表源和負(fù)載。用連線表示它們之間耦合。,腔體濾波器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的發(fā)展,早期的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比較簡單，不存在非相鄰腔體的耦合。濾波器的零點一般都在無窮遠處。 通過引入非相鄰腔體的耦合（交

2、叉耦合），提高了濾波器通帶內(nèi)的群時延特性和通帶外的隔離度。有N-2個零點。 通過引入源與負(fù)載的直接耦合進一步提高了交叉耦合濾波器的性能。有N個零點。 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)從普通的折疊形、異形、輪形、CT和CQ形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進一步發(fā)展到箱形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 由于這類濾波器的傳輸零點位置可以任意指定，增加了設(shè)計的靈活性。出現(xiàn)了各種不同特性的濾波器。例如，出現(xiàn)了雙通帶（阻帶）或多通帶（阻帶）的濾波器的設(shè)計。,廣義切比雪夫濾波器的等效電路,圖一、A. E. Atia的 n 腔耦合濾波器等效電路模型 嚴(yán)格地講這個等效電路模型更多地是表現(xiàn)腔耦合濾波器的物理概念。在電路的表現(xiàn)形式上并不嚴(yán)謹(jǐn)。,正交耦合濾波器的串聯(lián)型等效電路模型,

3、正交耦合濾波器,一個諧振腔既可以用串聯(lián)諧振回路表示也可以用并聯(lián)諧振回路表示。當(dāng)我們使用串聯(lián)諧振回路表示諧振腔時，腔之間的耦合用K變換器表示。當(dāng)我們使用并聯(lián)諧振回路表示諧振腔時，腔之間的耦合用J變換器表示。 我們先考慮一個不包括源和負(fù)載耦合三腔正交耦合濾波器。,3腔正交耦合濾波器的電路模型,圖二、3腔正交耦合濾波器的電路模型,,3腔正交耦合濾波器的電路模型,,,,K變換器的等效電路,根據(jù)電路理論，阻抗變換器可以用一個具有電抗特性的T形網(wǎng)絡(luò)表示。T型網(wǎng)絡(luò)電抗元件的電抗值就是它們的變比。如果是磁耦合，K變換器的等效電路為圖中的（a）。如果是電耦合，K變換器的等效電路為圖中的（b）。,圖三、K變換器的

4、等效電路,3腔正交耦合濾波器的等效電路模型,,圖四、3腔正交耦合濾波器的串聯(lián)諧振回路等效電路模型,3腔正交耦合濾波器的電路方程,,矩陣形式的電路方程,,,或，,上述方程可以寫成如下的矩陣形式 ：,其中，,是,的阻抗矩陣。,阻抗矩陣,,,,,歸一化阻抗矩陣,歸一化阻抗矩陣可以寫成下面的形式，,,n腔正交耦合濾波器矩陣方程的一般形式,,,,濾波網(wǎng)絡(luò)對端口歸一化,,,,,,,,,,,,圖六、三腔正交耦合濾波器歸一化等效電路模型,源與負(fù)載直接耦合時的歸一化耦合系數(shù)的關(guān)系,腔體之間的耦合 腔體與源或負(fù)載之間的耦合 源與負(fù)載之間的耦合,,源與負(fù)載直接耦合的變形低通濾波器,K變換器設(shè)計公式,其中， Rs是信

5、號源的內(nèi)阻；La,1是第一個串聯(lián)電感值 ； La,k是第k個串聯(lián)電感值；RL是變換后負(fù)載的阻值。 是歸一化耦合系數(shù),對相對工作帶寬bfw去歸一化,去歸一化原理： 如果，我們需要把在角頻率呈現(xiàn)的阻抗移動到角頻率*bfw，則電感值需要改變?yōu)長/bfw。電感L在角頻率的阻抗為jL；電感Lx在角頻率*bfw的阻抗為j (*bfw) Lx；如果，令jL= j (*bfw) Lx，可以解出， x=1/bfw,在K變換器計算公式中，令：,歸一化阻抗矩陣的一般形式,,,正交耦合濾波器電路方程的一般形式,,N腔正交耦合濾波器 的歸一化耦合矩陣,,正交耦合濾波器的并聯(lián)型等效電路模型,正交耦合濾波器的并聯(lián)型等效

6、電路模型,正交耦合濾波器的并聯(lián)型等效電路模型,,圖七、三腔正交耦合濾波器的并聯(lián)諧振回路電路模型,導(dǎo)納變換器J,圖八、導(dǎo)納變換器及其等效電路,三腔正交耦合濾波器的并聯(lián)諧振回路等效電路模型,,圖九、三腔正交耦合濾波器的并聯(lián)諧振回路等效電路,電路方程,,矩陣形式電路方程,或,,,,N腔正交耦合濾波器,,,N腔正交耦合濾波器,端口歸一化,,圖十、三腔正交耦合濾波器歸一化等效電路模型,源和負(fù)載與腔體之間的耦合系數(shù),源與負(fù)載直接耦合時的歸一化耦合系數(shù)的關(guān)系,腔體之間的耦合 腔體與源或負(fù)載之間的耦合 源與負(fù)載之間的耦合,,計算實例,計算實例-1,Smain Amari，“Adaptive Synthesis

7、 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,中心頻率：26.453GHz; 帶寬：41MHz 零點頻率：f1=26.323GHz; f2=26.524GHz; f1=26.607GHz;,資料的仿真結(jié)果,Designer的仿真結(jié)果,,例二、雙通帶濾波器的仿真結(jié)果,設(shè)計一個用于CDMA的濾波器，其工作的雙通帶分別為：825-835MHz、870-880MHz,則其中心頻率=852MHz，帶內(nèi)衰減小于1.5dB，0.78 GHz以下及0.92GHz以上衰減大于40dB，端口反射系數(shù)小于-20dB。,仿真結(jié)果,謝謝！,