半集总元件微波滤波器.PDFVIP

17 半集总元件微波滤波器 17 半集总元件微波滤波器 苏 涛 苏 涛 西安电子科技大学，电子工程学院 西安电子科技大学，电子工程学院 在低频电路中，低通或高通滤波器是由集总参数 电抗元件所组成。因此构成微波低通和高通滤波器的 最直接的方法，就是用微波结构来模拟集总参数电抗 元件，然后用它们来组成微波高、低通滤波器。 这种用分布参数传输线段来模拟集总元件的微波 结构，称为 半集总元件”或 准集总元件”，而用它们 组成的滤波器可称之为 半集总元件微波滤波器”。 半集总元件微波滤波器适用于： 100MHz~10GHz频段。 17. 半集总元件微波滤波器 1. 半集总元件 2. 糖葫芦式同轴线低通滤波器 3. 设计实例 １ 半集总元件 用TEM传输线实现各种集总元件。 在微波波段，传输线应看作分布参数电路， 只有其长度远小于波长时，才可近似地看作集总 参数元件，通常选 长度小于八分之一波长，称 为短截线。 TEM短截线的等效电路 上图给出了TEM短截线的准确T形和∏形等效电 路及 计算公式。 当短截线很短或者不需要很精确时，常可以认为 只表示一个单独电抗元件。 串联电感 并联电容 并联电感 串联电容 并联的LC串联谐振电路 并联的LC并联谐振电路 （1）串联电感 短截线为两端接有低阻抗的高阻抗线，等效∏ 形电路中并联电纳B很小，而与其并联的又是电纳甚 大的低阻抗线，故此并联电纳B可以忽略，此时短截 线等效为一个串联感抗X 。 高阻抗短截线等效为串联电感 （2）并联电容 短截线为两端接有高阻抗的低阻抗线，等效T形 电路中串联电抗X很小，而与其串联的又是电抗很大 的高阻抗线，故此并联电抗X可以忽略，此时短截线 等效为一个并联电容。 低阻抗短截线等效为并联电容 （3）并联电感 集总元件并联电感在TEM传输线中可以用许多 方法来实现，下面给出两种最简便的方法， 并联 电感值示于图中。 带状线中用一段高阻抗线，一端接地，一端接 于传输线上。 同轴线中用一粗导线接在同轴线的内外导体之 间。 （4 ）串联电容 集总元件串联电容在TEM传输线中可以用许多 方法来实现，下面给出两种最简便的方法， 并联 电容值示于图中。 在同轴线中心导体断开一间隙，间隙内填充介 质或不用介质，以得到一个串联间隙电容。这样得 到的串联电容较小。 如果需要的串联电容较大，可在同轴线中用一 段低阻抗开路线串联于内导体中来实现；或在带状 线中将两中心导带相重叠，中间 以介质薄片来实 现。 说明：同轴线内外径之比越大阻抗越大，图中内导 体中串入一段低阻抗同轴线——外导体和原内导体 相接，内径接近外径；并且内外导体两侧开路。 （5）并联的LC串联谐振电路的微波实现 并联的集总元件串联谐振电路可用带状线来实现，入下 图。但在实际使用中，还要考虑两短截线间阶梯交界处的不 连续性，和开路端的边缘电容，这要求在线的长度上加以修 正。 传输线不连续性分析 ——微波技术基础 （6）并联的LC并联谐振电路的微波实现 类似的，有 此外，串联的集总元件串联谐振或并联邪正电 路，在TEM传输线中是难以直接实现的。但它们可 用同轴线四分之一波长短路或开路短截线在有限频 率范围内来实现。