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1、滤波器技术滤波器技术白云鹏凡谷电子金属同轴腔体滤波器的内部耦合金属同轴腔体滤波器的内部耦合滤波器的耦合结构是前面讲到到耦合系数的物理结构。滤波器两个腔之间的耦合既包括电耦合也包括磁耦合,是两者的线形叠加。同轴滤波器通常实现耦合的结构为两腔共用腔壁上开一窗口,使得两腔通过窗口进行耦合。电场分布主耦合主耦合磁场分布两腔之间的耦合主要以电耦合为主,总耦合等于电耦合减去磁耦合,通常在耦合区域中心从盖板上伸入一螺杆,从而减弱电耦合来达到增强总耦合的效果。通常,减小窗口的宽度和深度,是一种有效的退耦合装置,能够有效的减小总的 耦合。交叉耦合交叉耦合由于通信技术的发展,对滤波器只要的要求越来越苛刻,对抑制要
2、求的提高,同时对插损的要求也越来越高。这就要求在滤波器设计中尽量减少节数,但同时尽量提高带外衰减,必须在滤波器带外产生一些传输零点来达到提高衰减的目的滤波器可以等效为一些并联电感电容及另一些电感电容组成的集总电路,其中并联电感电容可以看成是一个谐振单元,另外一系列电感则为不同单元之间的耦合。传输零点传输零点:由于不谐振信号通过这些耦合元件及电感元件后,相位会发生偏移,如果信号经过两个通路传输后相位不一致的叠加在一起则会产生互相影响,也就是传输零点。以下介绍如何分析传输零点位置。分析单个的谐振元件,把它看成一个二端口元件,在Designer里面建立一个谐振频率为F0=100MHz的谐振单元相位、
3、频率结果分析:当信号F=F0时 21=0 FF0时 21-90deg将电感也看做为二端口元件,在Designer里面进行分析,21-90deg将电容也看做为二端口元件,在Designer里面进行分析,21+90deg下面分析一个传统的感性交叉耦合的CT结构(三个一组)产生零点的位置312-90-90-90信号从1到3,经过两个通路1-2-3和1-3,经过感性耦合时,相位变换都为-90deg,经过2谐振元件时,有可能是正也有可能是负,如前面所分析的。FF01-2-3-90+90-90=-90-90-90-90=-2701-3-90-90相位一致相位不一致90当高于通带频率通过此环路时,相位相差1
4、80deg,所以在通带右侧产生传输零点。312+90-90-9090同样下面分析一个传统的感性交叉耦合的CT结构产生零点的位置信号从1到3,经过两个通路1-2-3和1-3,经过感性耦合时,相位变换都为-90deg,经过容性耦合时,相位都为+90deg,经过2谐振元件时,有可能是正也有可能是负,如前面所分析的。FF01-2-3-90+90-90=-90-90-90-90=-2701-3+90+90相位不一致相位一致当低于通带频率通过此环路时,相位相差180deg,所以在通带左侧产生传输零点。下面分析一个传统的容性交叉耦合的CQ结构(四个一组)产生零点的位置312+90-90-90904-9090
5、信号从1到4,经过两个通路1-2-3-4和1-4,经过感性耦合时,相位变换都为 -90deg,经过容性耦合时,相位都为+90deg,经过2、3谐振元件时,有可能是正也有可能是负,如前面所分析的。FF01-2-3-4-90+90-90+90-90=-90-90-90-90-90-90=-901-4+90+90相位不一致相位不一致当低于或者高于通带频率的信号通过此环路时,相位相差180deg,所以在通带左侧、右侧产生传输零点。下面分析一个传统的容性交叉耦合的CQ结构(四个一组)产生零点的位置312-90-90-90904-9090信号从1到4,经过两个通路1-2-3-4和1-4,经过感性耦合时,相
6、位变换都为 -90deg,经过容性耦合时,相位都为+90deg,经过2、3谐振元件时,有可能是正也有可能是负,如前面所分析的。FF01-2-3-4-90+90-90+90-90=-90-90-90-90-90-90=-901-4-90-90相位一致相位一致当低于或者高于通带频率的信号通过此环路时,相位都一致,因此不会产生传输零点,但会改善群时延的平坦度。前面分析的是常用的折叠形式CT和CQ结构的零点位置,下面我们分析一下现在用到的两种嵌套结构交叉耦合的零点位置。嵌套的交叉耦合嵌套的交叉耦合,虽然能够增加传输零点,但是调试难度大,实际使用有一定的困难。312-90-90-90904-9090-9
7、0上面是我们已经在产品中开始应用的一种结构,这里我们重新分析这种结构的传输零点位置上面这个结构可以看成是环路1-3-4和环路1-2-3构成,分别分析两个环路31-90-90490-90312-90-9090-90这就相当于是两个加感性交叉耦合的CT结构了,所以这种嵌套结构可以在通带右边产生产生两个零点。同样的分析另一种结构:312-90-90-90904-9090+9031-90-90490+90上面这个结构可以看成是环路1-3-4和环路1-2-3构成,分别分析两个环路312-90-9090+90这就相当于是两个加容性交叉耦合的CT结构了,所以这种嵌套结构可以在通带左边产生产生两个零点。同样再分析前段时间做的5腔交叉耦合:12345-90-90-90-90-90+90+90 90 9090这个环路可以分解为三个环路234-90-90+90 90145-90-90+9090124-90-90+90 90经分解后1-4-5,1-2-4,2-3-4变成了加容性交叉耦合的CT,所以应该在通带左边产生三个零点,这与仿真结果和调试结果是一致的。仿真调试波形这种嵌套结构可以拓展成其他多种形式,也同样可以这样分析,比如:5124351243512431234512345交叉耦合中电耦合的实现,就是我们常说的容飞
限制150内