無源器件介紹.ppt

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1、濾波器濾波器用途與分類最普通的濾波器具有下圖所示的低通、高通、帶通、帶阻衰減特性。四種普通濾波器的特性曲線可以從不同角度對(duì)濾波器進(jìn)行分類：(a)按功能分，有低通濾波器，高通濾波器，帶通濾波器，帶阻濾波器，可調(diào)濾波器。(b)按濾波器的組成元件分，有集總參數(shù)濾波器，分布參數(shù)濾波器，無源濾波器，有源濾波器，晶體濾波器，聲表面波濾波器，等等。帶通濾波器的工作原理原始信號(hào)濾波器響應(yīng)濾波后的信號(hào)帶通濾波器的主要電氣參數(shù)1.帶外抑制：帶外抑制指，濾波器在工作頻段以外的頻點(diǎn)處對(duì)信號(hào)的衰減。濾波器抑制主要由腔數(shù)決定。腔數(shù)越多帶外抑制越好，同時(shí)插損也越大；上圖為不加飛桿的濾波器響應(yīng)

2、，左、右圖分別為5腔和7腔的響應(yīng)。對(duì)比二圖可以明顯看出：7腔響應(yīng)的帶外抑制優(yōu)于5腔響應(yīng)；7腔響應(yīng)的中心頻點(diǎn)的插損為-1.17dB，5腔響應(yīng)的中心頻點(diǎn)插損為-0.7dB。帶通濾波器的主要電氣參數(shù)2.通帶帶寬：濾波器帶寬指滿足插損要求的最大通帶頻率寬度。帶寬根據(jù)客戶的要求而定。在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)上要將帶寬適當(dāng)拓寬，以保證濾波器在不同工作環(huán)境下都能滿足客戶指標(biāo)。帶寬拓寬越多，在標(biāo)準(zhǔn)頻點(diǎn)的插損越小，同時(shí)帶外抑制也會(huì)變小。3.傳輸零點(diǎn)：理論上抑制無限大的頻點(diǎn)。濾波器中加入不同結(jié)構(gòu)的飛桿，就能在通帶外加入傳輸零點(diǎn)。下圖為不加飛桿和加入兩個(gè)感飛后的濾波器響應(yīng)。加入零點(diǎn)后，通帶有零點(diǎn)

3、的一邊抑制增強(qiáng)，另一邊抑制有所減弱，同時(shí)通帶靠近零點(diǎn)的邊頻插損增大。帶通濾波器的主要電氣參數(shù)4.插入損耗：插入損耗簡(jiǎn)稱插損，指模塊置入系統(tǒng)后，對(duì)工作頻段信號(hào)引入的衰減。影響插損的因素除了上面提到的腔數(shù)和帶寬外，還受單腔尺寸的影響。濾波器的單腔尺寸越大，工作中每個(gè)腔能夠儲(chǔ)存的能量越多，損耗越小。5.相位和群時(shí)延：電磁波信號(hào)通過濾波器，在相位上和時(shí)間上都會(huì)出現(xiàn)延遲。在功率放大器中，為了實(shí)現(xiàn)功率/信號(hào)上的合成或相消，就需要調(diào)整某一路信號(hào)的相位/群時(shí)延。如果僅用傳輸線來實(shí)現(xiàn)，則50納秒的時(shí)延就需要用16.3米傳輸線，而使用帶通濾波器，只需要5腔就可以實(shí)現(xiàn)。帶通濾波器的結(jié)

4、構(gòu)通常的帶通濾波器具有左圖所示的結(jié)構(gòu)：抽頭：將外部輸入信號(hào)饋入濾波器或者將經(jīng)過濾波器的信號(hào)導(dǎo)出。諧振腔：形成通帶內(nèi)的諧振點(diǎn)；耦合窗口：在諧振腔之間傳輸電磁信號(hào)，同時(shí)調(diào)整成不同的耦合度，以滿足濾波器設(shè)計(jì)的需要；感飛，容飛，對(duì)稱飛：形成通帶外的傳輸零點(diǎn)（即抑制點(diǎn)）濾波器抽頭模型（閥門）抽頭為帶通濾波器的饋電裝置。其結(jié)構(gòu)關(guān)系到饋電強(qiáng)度，以及與外部接口的匹配，不同帶寬，不同種類的濾波器所用到的抽頭是不一樣的?？偟膩碇v有兩種形式：電耦合：通過電流或者電場(chǎng)來進(jìn)行耦合。磁耦合：通過磁場(chǎng)進(jìn)行耦合，也稱感性耦合。對(duì)于同軸諧振器帶通濾波器，必須將輸入/輸出端的抽頭都設(shè)計(jì)到位，才能保

5、證通帶駐波較小。不合理的抽頭設(shè)計(jì)，會(huì)導(dǎo)致輸入能量較多被反射，S11較大，駐波調(diào)不下來，通帶插損增大。ab單腔諧振器電場(chǎng)分布圖單腔諧振器磁場(chǎng)分布圖雙工器簡(jiǎn)介雙工器介紹雙工器由一個(gè)接收端濾波器和一個(gè)發(fā)射端濾波器組成，實(shí)現(xiàn)收/發(fā)共用；高/低端濾波器可以是帶通、帶阻、低通、高通濾波器；可以由各種諧振器濾波器組合；最常見的是同軸諧振器帶通濾波器組成的雙工器；詳細(xì)的介紹可以參考濾波器的介紹典型雙工器模型帶通雙工器響應(yīng)帶阻雙工器響應(yīng)幾種常見的雙工器同軸帶通雙工器螺旋帶阻雙工器波導(dǎo)帶通雙工器陶瓷帶通雙工器耦合器、功分/合路器介紹天饋系統(tǒng)中采用耦合器提取檢測(cè)信號(hào)，將模塊的工作狀態(tài)

6、隨時(shí)報(bào)告給工作人員，以便工作人員對(duì)模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；天線接收的信號(hào)通過雙工器中的接收濾波器，再由功分器均分成數(shù)份，分配到不同的接收機(jī)。定向耦合器參數(shù)說明：耦合度：當(dāng)其余端口接匹配負(fù)載時(shí)，耦合端輸出功率與主線輸入功率之比。耦合損耗：由于一定能量傳輸?shù)今詈隙硕鹬骶€輸出功率減小，它等于主線插入損耗的理論值。主線損耗：當(dāng)匹配負(fù)載接主線外各端口時(shí)，在傳輸系統(tǒng)中由于耦合器的插入而引起的負(fù)載獲得功率的變化，主線插入損耗也包括能量耦合損耗和能量耗散損耗兩方面。方向性：當(dāng)功率在指定方向上傳輸時(shí)，耦合端口的輸出功率與同樣功率在相反方向傳輸時(shí)同一耦合端口的輸出功率之差。對(duì)雙定向耦

7、合器而言，定義為兩個(gè)耦合端輸出功率之差。微帶線耦合器體積小批量一致性好生產(chǎn)制造簡(jiǎn)單成熟設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)多樣，可實(shí)現(xiàn)帶寬大損耗較大功率容量小在功率要求低的情況下采用時(shí)延濾波器和分集接收濾波器上較多使用可作為獨(dú)立的元件使用帶狀線耦合器中等體積成熟設(shè)計(jì)生產(chǎn)裝配容易損耗較小功率容量較大可采用結(jié)構(gòu)少，帶寬窄通常與其它器件配合使用波導(dǎo)耦合器成熟設(shè)計(jì)功率容量大損耗小生產(chǎn)制造簡(jiǎn)單適用頻率高用于波導(dǎo)系統(tǒng)常作為獨(dú)立器件使用功分器功分器是功率分配器的簡(jiǎn)稱，它是一種將一路輸入信號(hào)能量分成兩路或多路相等或不相等能量的器件，也可反過來將多路信號(hào)能量合成一路輸出，此時(shí)可也稱為合路器。功分器的輸出端口

8、之間應(yīng)保證一定的隔離度。