濾波器技術(shù)(4)-介質(zhì)濾波器.ppt

1、濾波技術(shù)(4)濾波技術(shù)(4) te01模式介質(zhì)濾波器te01模式dr濾波器，1 .發(fā)展背景由于無線通信技術(shù)的發(fā)展，能夠以低成本、更高效率， 高質(zhì)量的無線通信發(fā)送接收系統(tǒng)要求高性能的介質(zhì)諧振器主體濾波器，由于其體積小、損耗小、選擇性高，已廣泛應(yīng)用于各種通信基站，在將來的3G通信領(lǐng)域具有廣闊的市場(chǎng)前景。 其研究和開發(fā)是今后過濾器發(fā)展的重點(diǎn)之一。 2 .介質(zhì)諧振器DR resonant cavity，2.1介質(zhì)諧振器的物理構(gòu)成介質(zhì)諧振器是將高介電常數(shù)、低損耗、低頻溫度系數(shù)的微波介質(zhì)粉末材料(例如鈦酸鋇、鋯酸鹽、鈦酸鋯錫等)混合高溫?zé)Y(jié)而成的為了減小介質(zhì)諧振器加入腔后的損耗并增加介質(zhì)諧振器的q值，通常

2、選擇支撐柱來支撐介質(zhì)諧振器。 支柱通常損耗低，選擇介電常數(shù)相對(duì)諧振器低的介質(zhì)材料， 通常使用al 203. 2介質(zhì)諧振器的結(jié)構(gòu)tuning element : metalordielectricsupport : alumina enclosure : aluminumcavityadhesive : proprieta 2.3介質(zhì)諧振器的形狀及電磁場(chǎng)型Shape圓柱形介質(zhì)諧振器的工作主模式為TE01模式，如下圖所示為3360、內(nèi)部的電磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)Inner electromagnetic field、TE01模式介質(zhì)諧振器實(shí)物照相典型尺寸3360腔直徑/電介質(zhì)外徑1.5倍(對(duì)q值影響過小)外徑/

3、高度=提高2.5值，避開TM模式)內(nèi)外徑比最大可達(dá)0.35 (在頻域分離基模和高次模，容易安裝)電壁的Electric Wall電場(chǎng)的切線方向?yàn)榱?，磁?chǎng)的法線方向?yàn)椴煌高^電壁，典型的電壁是理想的導(dǎo)體壁(電阻率為零)，由導(dǎo)體壁包圍的金屬空洞，當(dāng)入射適當(dāng)頻率的電磁波時(shí)，由壁全反射，在空洞內(nèi)形成電磁，引起電磁諧振. 在介質(zhì)諧振器中，由高k材料制成的介質(zhì)諧振器也可以是微波諧振器，但是，在介質(zhì)諧振器中，大部分電磁能被封閉在介質(zhì)諧振器內(nèi)部， 在提高q值的同時(shí)，對(duì)介質(zhì)濾波器的啟動(dòng)帶來困難，介質(zhì)表面反射電磁波像、2.5介質(zhì)諧振器等效電路Equivalent Circuit、2.6調(diào)節(jié)器Tuning eleme

4、nt如上所述，介質(zhì)諧振器的調(diào)節(jié)器可以是金屬，也可以是介質(zhì)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)器和介質(zhì)諧振器間距可以影響介質(zhì)諧振器外部的電磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)來調(diào)節(jié)頻率，從而最終實(shí)現(xiàn)特定的濾波器傳輸特性有負(fù)荷q值也是常數(shù)介質(zhì)諧振器的性能的指標(biāo)，通常我們?cè)趯?shí)際的測(cè)定過程中得到的是其有負(fù)荷q值，如下圖所示。這兩個(gè)q值實(shí)際上是測(cè)量相同性能的不同表示并且可以彼此變換，并且其變換方式可以是：=Loaded Q，Loaded Q值測(cè)量方法1懸空耦合環(huán)，垂直于電場(chǎng)，Loaded Q值測(cè)量方法2接地的耦合環(huán)， 與磁場(chǎng)垂直諧振頻率Fo和相對(duì)介電常數(shù)Resonant Freq，對(duì)于相鄰但符號(hào)相同的耦合，視為負(fù)的耦合，用一個(gè)電容來表現(xiàn)上述等效電路可以分解，

5、2，4，5，傳遞函數(shù)曲線，3.5輸入輸出耦合(抽頭) Input/Output Coupling，電耦合長形狀的接地環(huán)，調(diào)整環(huán)和介質(zhì)諧振器之間的距離是耦合的強(qiáng)弱， 可以調(diào)整磁(適合于弱耦合)、金屬腔耦合、輸入輸出與介質(zhì)諧振器垂直放置的金屬腔(適合于強(qiáng)耦合，在改善高次諧波的同時(shí)q下降)、3.6外部q和抽頭延遲External Q Delay， 在實(shí)際的濾波器調(diào)試中，外部q值和抽頭反射延遲的關(guān)系： bw為耦合帶寬，t為抽頭反射延遲，可以根據(jù)外部q值和耦合矩陣值以上的兩個(gè)公式推定反射延遲和耦合矩陣值的關(guān)系，3.7平均功率電容Average Power Capacity，介質(zhì)濾波器的平均功率電容強(qiáng)加載高平均功率時(shí)，兩個(gè)問題： 3.7.1諧振器破裂主要是介質(zhì)諧振器供應(yīng)商在諧振器技術(shù)上的表現(xiàn)。 介質(zhì)供應(yīng)商應(yīng)該制造非?？煽康闹C振器，選擇適當(dāng)?shù)恼澈蟿?，選擇適當(dāng)?shù)闹е抻?，?yōu)良的制造，粘合工藝。 3.7.2濾波器通帶偏移(不同于高溫測(cè)試偏移)，解決方案： A .諧振器q值b .在滿足高低溫的條件下，盡可能減小介質(zhì)諧振器的頻率溫度系數(shù)(絕對(duì)值)。 在滿足q的基礎(chǔ)上采用縮短支持的對(duì)稱交叉耦合的方案較好。4 .介質(zhì)濾波器設(shè)定修正方法根據(jù)Procedures，4.1模擬，得到節(jié)數(shù)、單腔尺寸和q值、交叉耦合的位置和符號(hào)、耦合矩陣(系數(shù)) 4.2根據(jù)規(guī)范要求，設(shè)置