微波滤波器的设计及实例要点

滤波器（ Filter ）（一）滤波器之种类以信号被滤掉的频率范围来区分，可分为「低通」（Lowpass）、「高通」（Highpass）、「带通」（Bandpass）及「带阻」（Bandstop）四种。若以滤波器原型之频率响应来分，则常见有「巴特沃斯型」（Butter-worth）、「切比雪夫 I 型」（Tchebeshev Type-I）、「切比雪夫 II型」（Tchebyshev Type-II）及「椭圆型」（Elliptic） 等几类。若以使用组件型态来分，则可分为「主动型」（Active）及「被动型」（Passive)两类。其中「被动型」又可分为「L-C 型」（L-C Lumped）及「传输线型」（Transmission line）。而「传输线型」以其结构不同又可分为「平行耦合型」（Parallel Coupled）、「交叉指型」（Interdigital）、「梳型」（Combline）及「发针型」（Hairpin-line）等不同型态。这里以较为常使用的「巴特沃斯型」（Butterworth）、「柴比雪夫 I型」（Tchebeshev Type-I）为例，说明其设计方法。42（二）「低通滤波器」设计方法(A) 「巴特沃斯型」（Butterworth Lowpass Filter）步骤一：决定规格。电路特性阻抗（Impedance）: Zo (ohm)通带截止频率（Cutoff Frequency）: fc (Hz)阻带起始频率（Stopband Frequency）: fx (Hz)通带衰减量（Maximum Attenuation at cutoff frequency）: Ap (dB)阻带衰减量（Minimum Attenuation at stopband frequency）：Ax(dB)步骤二：计算组件级数（Order of elements，N）。10 Ax /10 10.5logAp /10101N  fx ， N 取最接近的整数。log fc 步骤三：计算原型组件值（Prototype Element Values，gK）。ggK0 1、gn 1 1(2K  1) 2  sin,2NK  1,2,....,N步骤四：先选择「串 L 并 C 型」或「并 C 串 L 型」，再依公式计算实际电感电容值。（a）「串 L 并 C 型」Loddgodd Zo2fC,Cevengeven 2fc Zo（b）「并 C 串 L 型」coddgodd 2fC Zo,geven ZoLeven 2fc43（B）「切比雪夫 I 型」（Tchebyshev Type-I Lowpass Filter）步骤一：决定规格。电路阻抗（Impedance）: Zo (ohm)通带截止频率（Cutoff Frequency）: fc (Hz)阻带起始频率（Stopband Frequency）: fx (Hz)通带涟波量（Maximum Ripple at passband）: rp (dB)阻带衰减量（Minimum Attenuation at stopband）：Ax(dB)步骤二：计算组件级数...