微波低通滤波器的设计

 2023-04-08 09:04

论文总字数:17700字

摘 要

在通信、信号处理、雷达等各种电路系统中,微波滤波器已经在日常生活中扮演了越来越重要的角色,具有广泛的用途。新的微波元器件的需求和现有器件性能的改善必须有更高的要求,以适应导航技术、移动通信和电子对抗的飞速发展。本文主要在运行低通原型滤波器的设计程序(程序给定)基础上,利用低通原型滤波器的设计数据微表,设计出了一个等波纹同轴线低通滤波器。首先根据曲线簇确定低通滤波器的所需元件数N,再根据表查得低通原型归一化元件值,最后根据同轴线低通滤波器结构剖图计算出高、低特性阻抗线段所需的元件值。本课题仅给出了一个设计实现微波滤波器的简单过程,以作为一种设计思路的参考。微波低通滤波器的实现设计相对比较简单,无需像微波带通和带阻滤波器设计那样、需经过阻抗和频率变换处理;微波低通滤波器的实现设计,只需直接将归一化低通原型滤波元件值作去归一化处理,就可以得到实际微波低通滤波器设计所需的实际元件值。

关键词:微波低通滤波器;归一化;高、低特性阻抗线段

Design of microwave low pass filter

Abstract

Microwave filter has played a more and more important role in our daily life, especially in communications, signal processing, radar and other circuit system, it has a wide range of USES. Because of navigation technology, mobile communications and the rapid development of electronic countermeasure, new requirements of microwave components and to improve the performance of existing devices must have higher requirements. This paper mainly in the design procedures of the low-pass prototype filter (given), based on the data using low-pass prototype filter design of micro table, sets out a design of corrugated coaxial line low pass filter. First of all, according to the number of curves to determine the low pass filter required elements N, according to the table again Chad low-pass prototype normalized component values, according to the coaxial line low pass filter structure characteristics of high and low profile calculated impedance line needed for the component values. This topic is given only a simple process of design to realize microwave filter, as a design reference. The realization of the microwave low-pass filter design is relatively simple, without like microwave bandpass and band stop filter design, required to pass through the impedance and frequency conversion processing; The realization of the microwave low-pass filter design, need to direct the normalized low-pass prototype filter component values make to normalized processing, can get the actual microwave low-pass filter design for the actual component values.

Key Words :Microwave low-pass filter; The normalized; High and low characteristic impedance line segment

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1 微波滤波器简介 1

1.2 通信领域滤波器的发展历史 1

1.3 微波滤波器在微波通信的作用 1

1.4 研究背景及意义 2

1.5主要成果 2

第二章 泛谈微波滤波器 4

2.1微波滤波器结构介绍 4

2.2等波纹低通原型滤波器的设计 5

第三章 最基本的信号处理器件 13

第四章 实例计算实现微波低通滤波器 15

4.1通过一个实例计算所需参数 15

第五章 结束语 24

致 谢 25

参考文献 26

引 言

微波滤波器简介

微波滤波器,顾名思义,就是用来过滤或分离不同微波频率信号的元件。其可以分为低通、高通、带通和带阻四种类型。不同的工作频率、频带宽度、功率容量等指标会对它们的结构、参数和设计方法产生明显的差别。在微波电路系统中,滤波器的性能会很大程度上影响电路的性能指标,所以设计出一个具有高性能的滤波器,对微波电路系统显得尤为重要。微带电路所具有的诸多优点,例如:体积小,重量轻、频带宽等,使得微波电路系统在近年来应用更加广泛。微波滤波器是其中主要应用之一。简单总结其主要作用就是抑制不需要的信号, 使其不能通过滤波器, 只让需要的信号通过。

1.2 通信领域滤波器的发展历史

1915年,一种“瓦格纳滤波器”滤波器的设计方法初次由德国的两位科学家提出。这种方法一经提出,就在业界得到快速推行。无独有偶,美国的一个科学家G.A.Canella则提出了另一种独创的设计方法——图像参数法。1917年,两国科学家分别发明了LC集总滤波器,次年美国发明了世界上第一个多路复用系统。从此以后,采用集总元件电感、电容的滤波器设计理论的全面的系统的研究开始有越来越多的各国的科研人员们参与进来。 

正是在滤波器设计理论研究的不断深入,材料领域的不断进步与冲破以及工作频率的日益提高的情况下,科学家们所设计的滤波器从刚开始的由集总参数元件组成逐渐扩展到由分布参数元件构成。P.D.Rich.tmever在1939年报道并介绍了介质滤波器。由于当时材料的温度稳定性不高,在现实生活中这种滤波器没有体现实际应用的价值。1970年之后,伴随着新材料的重大突破,特别是陶瓷材料的发展,介质滤波器才真正有了用武之地而且获得了迅速的发展。近几年以来,各种类型的微带线滤波器的研发在小型化趋势上得到了蓬勃的发展。1980年之后,业界一致看好高温超导材料,认为它极有可能被应用于设计损耗极低、尺寸极小的新式微波滤波器。现在,波导滤波器,带状线滤波器,微带线滤波器,同轴滤波器是射频电路中常见的滤波器的几种。目前,我国在微波滤波器的发展和生产与发达国家相比,仍然存在一定的差距,因此我国微波工程技术人员有很长的路要走。 

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