微

波

低通滤波

器实验报

               告

                  

微波低通滤波器实验报告

一、设计要求

设计一个切比雪夫微波低通滤波器，技术指标为：截止频率f_c=2.2GHz, 在通带内最大波纹L_Ar=0.2dB, S₁₁小于-16dB；在阻带频率f_s=4GHz处，阻带衰减L_As不小于30dB。输入、输出端特性阻抗Z₀=50 Ohm。

二、实验仪器

    硬件：PC机

软件：Microwave Office软件 

三、设计步骤

 1.确定原型滤波器

   启动软件中Wizard模块的AWR Filter Synthesis Wizard（AMR滤波器综合向导）功能，输入各项技术指标，即自动生成原型滤波器的原理图。具体电路如下所示：

 

图1原型滤波器电路图

由于默认的优化目标与实验要求指标不同，必须自行重新设置，即f<2.2GHz时，<-16dB,>-0.2dB；f>4GHz时，<-30dB；目标设定完成后再进行优化。

优化结束后，即得到原型滤波器的各个已优化的参数值。

将结果填入表2。

2.计算滤波器的实际尺寸

（1）微带线结构

①高阻抗线

    先计算高阻抗线的宽度。已知条件：，，H=800um，T=10um，阻抗，计算得W,；

     再计算高阻抗线的长度：

          

②低阻抗线

先计算低阻抗线的宽度。已知条件：，，H=800um，T=10um，阻抗，计算得W,；

再计算低阻抗线的长度：

      

      

注意：计算公式中的L0、Ca、Cb即为原型滤波器的优化参数，仅为数值，不带单位！计算结果的单位为微米。

将结果填入表2。

得到各个参数后，即可得到微带线结构滤波器原理图：

图2微带线结构滤波器原理图

    电路中的参数均可由上公式算出。

四、实验数据记录

 1.确定原型滤波器

表1原型滤波器参数

图3原形滤波器未经过优化               图4原形滤波器优化后

优化后数据：Ca=1.664，Cb=2.88，L0=4.939。

2.计算滤波器的实际尺寸

 表2微带线结构

   图5优化前的图像                     图6优化后的测量图

五、结果分析

    首先对原型滤波器进行仿真结果分析，图3中，当f<2.2GHz时，<-16dB,=-0.11dB>-0.2dB；f>4GHz时，=-31.19dB<-30dB，其仿真结果基本符合要求。

    而在自行绘制的原理图中，即图4z中，我们可以清楚地看到，其实际指标与所要求的指标均有较大差距，当f<2.2GHz时，>-16dB,=-0.5188dB<-0.2dB；当f>4GHz时，=-28.48dB>-30dB，也就是说，在误差允许的范围内，结果成立。

六、实验总结

1、在这次微波虚拟实验中,CAI软件主要是用来动态演示传输线波形的，其中还可以单支节和双支节匹配。但是自己对这个软件使用情况不是很好，主要是不知道这个软件到底是解决哪部分知识的（我们班还没学过建明微波这门课）。第二个软件：Microwave Office，感觉使用的还比较好。自己也把没到题都认认真真做了一遍。

2、我自己做了：整流器非线性分析、放大器非线性分析、螺旋电感的电磁分析、集总元件滤波器、功率分配器、阻抗变换器、阻抗调配器以及最后的微波低通滤波器实验。自己对微波技术有了更为深入的了解，从之前电磁场课程上的抽象概念到实验中较为具体的实际电路分析。自己对其中涉及到的概念都有了更加清楚的了解。

3、提高主要在于对这两款软件的认识，对微波电路和微波传输有一定感性的理性认识。不足之处在于虽然知道这部分实验是干什么的，但是理论知识还没学过，理论计算时不知所云。

4、希望这门课安排到我们已经学过简明微波后再开，电磁场与电磁波这门课虽然涉及了一部分微波方面的知识，但是太少，实验做得又是电磁场这门课不上的内容。

 

第二篇：微波宽阻带低通滤波器