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1、第讲原型滤波微 波 滤 波 器 设 计 基 础 视 频 培 训 课 程 易迪拓培训 () 、微波EDA网 () 联合出品 概 述 集总元件低通原型滤波器是现代网络综合法设计微波滤波器的基础，各种低通、高通、带通、带阻滤波器都是根据低通原型滤波器变换而来。 低通原型滤波器是指元件值和频率都归一化的低通滤波器，元件值归一化是对源电阻的归一化Z=Z/Z0，频率值归一化是对截止频率的归一化=/c 低通原型滤波器结构 集总低通原型电路总共有4种排列方式： 其中： 电源和负载与串联元件相连时，表示电导，即g0=Ys/Y0、 gn+1=YL/Y0 ； 电源和负载与并联元件相连时，表示电阻，即g0=Rs/R0
2、、 gn+1=RL/R0 n为偶数 n为偶数 n为奇数 n为奇数 低通原型滤波器综合设计方法 所谓综合设计法就是选择适当的L、C元件值（即图示电路中的g1, 2n），以得到满足要求的低通滤波器衰减特性。或者说确定一个逼近理想衰减特性的相应函数，然后根据这个逼近函数综合给出具体的元件值g1, 2n。 实际应用中，最常用的逼近函数有三种： 最平坦型原型滤波器（Butterworth） 切比雪夫原型滤波器（Chebyshev） 椭圆函数滤波器 最平坦型低通原型滤波器(Butterworth) 衰减函数和元件值计算公式 衰减函数为： 是纹波系数，可以由带内最大插损得到：LAr=10lg(1+)，=10
3、LAr/10-1 根据带外最小衰减 LAs=10lg(1+s2n)，得滤波器的阶数 由网络综合法，得到低通原型滤波器的元件值 综合过程 根据给您的技术指标确定元件数 n 根据衰减函数，计算各元件值 )1lg(10)(L2 An最平坦型低通原型滤波器(Butterworth) 实际设计 查表确定元件数n和元件值，或者使用仿真分析工具给出元件值 图表查阅： 现代微波滤波器的结构与设计（第2章），甘本袚，科学出版社，1973 Microstrip Filters for RF/Microwave Applications（Chapter 3），Jia-Sheng Hong，John Wiley &
4、Sons, Inc，2001 仿真工具 Ansoft Designer 切比雪夫低通原型滤波器(Chebyshev) 衰减函数和元件值计算公式 衰减函数为： 其中，Tn是第一类切比雪夫多项式 低通原型滤波器的元件数 由网络综合法，得到低通原型滤波器的元件值 切比雪夫低通原型滤波器(Chebyshev) 实际设计 查表确定元件数和元件值 -1 椭圆函数低通原型滤波器 衰减函数 采用椭圆函数逼近理想低通滤波器的衰减特性 和巴特沃斯和切比雪夫原型滤波器相比，椭圆函数原型滤波器具有更陡的带外衰减 椭圆函数原型滤波器结构 椭圆函数低通原型滤波器 实际设计 查表确定元件数和元件值 Microstrip F
5、ilters for RF/Microwave Applications(Ch3) Jia-Sheng Hong，John Wiley & Sons, Inc 设计举例 设计一个低通滤波器，其截止频率为2GHz，4GHz时衰减达到30dB，确定其低通原型滤波器的阶数和元件值 用最大平坦低通原型滤波器实现 用切比雪夫低通原型滤波器实现 用椭圆函数低通原型滤波器实现 设计参考书籍 现代微波滤波器的结构与设计（第2章），甘本袚，科学出版社，1973 Microstrip Filters for RF/Microwave Applications（Ch03），Jia-Sheng Hong，John Wiley & Sons
