问答题 试设计微带线低通滤波器。已知微带线的特性阻抗50Ω,截止频率f c =5 GHz,带内波纹L Ar =0.1 dB,在阻带频率f s =10 GHz处要求L As >30 dB,且保证f=12 GHz能截止。
【正确答案】正确答案:(1)确定低通原型。选L Ar =0.1 dB的切比雪夫原型。根据Ω ss /ω c =10/5=2和L As >30 dB,查表得N=5,并由表“切比雪夫低通原型滤波器归一化元件值”查得原型滤波器元件的归一化值为 g 0 =g 6 =1, g 1 =g 5 =1.146 8 g 2 =g 4 =1.3712,g 3 =1.975 0 (2)计算各元件的真实值。选用电容输入方式,则这些元件中的标号为奇数的元件是电容,标号为偶数的元件为电感。终端阻抗均为50Ω,故得 (3)选定介质基片。选陶瓷片,其参数为ε r =9.6,h=0.8 mm。 (4)计算各电感线长度与宽度。由前面分析可知,l<λ p /8的高阻抗线可以等效为串联电感。高阻抗线的特性阻抗选得太低,则微带线太长,且误差较大;但特性阻抗选得太高,则微带线太细,工艺上难以实现。我们选Z 0h =100Ω,查表“微带线特性阻抗Z 0 和相对等效介电常数与尺寸的关系”得ω 1 /h=0.16, =2.41,即求得ω 1 =0.128 mm。 此微带线中电磁波的相波长和相速度分别为 电感线段的长度为 (5)计算各电容线段的长度和宽度。电容线段应为低阻抗线,选Z 0l =15Ω,查表“微带线特性阻抗Z 0 和相对等效介电常数与尺寸的关系”得ω 2 /h=6, 故ω 2 =4.8 mm。 此微带线中电磁波的相波长和相速度分别为 各电容线段的长度为 l 1 =l 5 =Z 0l v pl C 1 =15×1.07×10 11 ×0.73×10 -12 =1.17 mm l 3 =Z 0l v pl C 3 =15×1.07×10 11 ×1.26×10 -12 =2.02 mm 最后,验算各段线长度均小于 故满足要求。该微带线低通滤波器中心导带结构尺寸如图所示。
【答案解析】