无源器件介绍
带通滤波器的主要电气参数
4. 插入损耗:插入损耗简称插损,指模块置入系统后,对工作频段信号引入 的衰减。影响插损的因素除了上面提到的腔数和带宽外,还受单腔尺寸的 影响。滤波器的单腔尺寸越大,工作中每个腔能够储存的能量越多,损耗 越小。 5.相位和群时延: 电磁波信号通过滤波器,在相位上和时间上都会出现延迟。
波导耦合器
成熟设计 功率容量大 损耗小 生产制造简单 适用频率高 用于波导系统
常作为独立器件使用
功分器
功分器是功率分配器的简称,它是一种将一路输入信号能量 分成两路或多路相等或不相等能量的器件,也可反过来将多 路信号能量合成一路输出,此时可也称为合路器。功分器的 输出端口之间应保证一定的隔离度。 功分器通常为能量的等值分配,通过阻抗变换线的级联与隔 离电阻的搭配,具有很宽的频带特性。 参数说明: 插入损耗:器件直通(s21/s12)损耗,其计算公式为所有路 数的输出功率之和与输入功率的比值,或单路的实际直通损 耗减去理想的分配损耗. 隔离度: 当主路接匹配负载时,各分配支路之间的衰减 量。 幅度平衡:指频带内所有输出端口之间的幅度误差最大值。 相位平衡:指频带内所有输出端口之间相对于输入端口相移 量起伏程度。
体积较大
在基站中广泛采用
带通双工器响应
带阻双工器响应
几种常见的双工器
同轴带通双工器
波导带通双工器
螺旋带阻双工器
陶瓷带通双工器
耦合器、功分/合路器介绍
天馈系统中采用耦合器提取检测信号,将 模块的工作状态随时报告给工作人员,以 便工作人员对模块进行实时监控; 天线接收的信号通过双工器中的接收滤波 器,再由功分器均分成数份,分配到不同 的接收机。
带通滤波器的主要电气参数
2. 通带带宽:滤波器带宽指满足插损要求的最大通带频率宽度。带宽根据 客户的要求而定。在设计和生产上要将带宽适当拓宽,以保证滤波器在 不同工作环境下都能满足客户指标。带宽拓宽越多,在标准频点的插损越 小,同时带外抑制也会变小。 3. 传输零点:理论上抑制无限大的频点。滤波器中加入不同结构的飞杆,就 能在通带外加入传输零点。下图为不加飞杆和加入两个感飞后的滤波器 响应。加入零点后,通带有零点的一边抑制增强,另一边抑制有所减弱, 同时通带靠近零点的边频插损增大。
定向耦合器
参数说明: 耦合度:当其余端口接匹配负载时,耦合端输出功率与主线输入功 率之比。 耦合损耗:由于一定能量传输到耦合端而引起主线输出功率减小,它 等于主线插入损耗的理论值。 主线损耗:当匹配负载接主线外各端口时,在传输系统中由于耦合器 的插入而引起的负载获得功率的变化,主线插入损耗也包括能量耦合 损耗和能量耗散损耗两方面。 方向性:当功率在指定方向上传输时,耦合端口的输出功率与同样功 率在相反方向传输时同一耦合端口的输出功率之差。对双定向耦合器 而言,定义为两个耦合端输出功率之差。
滤波器抽头模型(阀门)
抽头为带通滤波器的馈 电装置。其结构关系到馈电 强度,以及与外部接口的匹 配,不同带宽,不同种类的滤
波器所用到的抽头是不一样的。 总的来讲有两种形式: 电耦合:通过电流或者电场 来进行耦合。 磁耦合:通过磁场进行耦合, 也称感性耦合。
a
b
对于同轴谐振器带通滤 波器,必须将输入/输出端的 抽头都设计到位,才能保证 通带驻波较小。不合理的抽 头设计,会导致输入能量较 多被反射,S11较大,驻波 调不下来,通带插损增大。
带通滤波器的工作原理
原始信号
滤波器响应
滤波后的信号
带通滤波器的主要电气参数
1. 带外抑制:带外抑制指,滤波器在工作频段以外的频点处对信号的衰减。 滤波器抑制主要由腔数决定。腔数越多带外抑制越好,同时插损也越大;
上图为不加飞杆的滤波器响应,左、右图分别为5腔和7腔的响应。 对比二图可以明显看出:7腔响应的带外抑制优于5腔响应;7腔响应的中 心频点的插损为-1.17dB,5腔响应的中心频点插损为-0.7dB。
微带线耦合器
体积小 批量一致性好 生产制造简单 成熟设计
结构多样,可实现带宽大
损耗较大 功率容量小
在功率要求低的情况下采用
时延滤波器和分集接收滤波器 上较多使用
可作为独立的元件使用
带状线耦合器
中等体积 成熟设计 生产装配容易
损耗较小
功率容量较大 可采用结构少,带宽窄 通常与分布图
双工器简介
双工器介绍
双工器由一个接收端滤波器和一个发射端 滤波器组成,实现收/发共用; 高/低端滤波器可以是带通、带阻、低通、 高通滤波器; 可以由各种谐振器滤波器组合; 最常见的是同轴谐振器带通滤波器组成的
典型双工器模型
双工器; 详细的介绍可以参考滤波器的介绍
滤波器
滤波器用途与分类
最普通的滤波器具有下图所示的低通、高通、带通、带阻衰减特性。
四种普通滤波器的特性曲线 可以从不同角度对滤波器进行分类: (a)按功能分,有低通滤波器,高通滤波器,带通滤波器, 带阻滤波器,可调滤波器。 (b)按滤波器的组成元件分,有集总参数滤波器,分布参数 滤波器,无源滤波器,有源滤波器,晶体滤波器,声表面 波滤波器,等等。
微带功分器
成熟设计
体积小 布线灵活 生产制造简单 一致性高 损耗较大 常作为独立器件 用于接收滤波器的信号分配
波导功分器
成熟设计 功率容量大 损耗小 生产制造简单 适用频率高 用于波导系统
常作为独立器件使用
同轴合路器
损耗小 功率容量大
成熟设计
与同轴带通双工器类似 通带机械可调
在功率放大器中,为了实现功率/信号上的合成或相消,就需要调整某 一路信号的相位/群时延。如果仅用传输线来实现,则50纳秒的时延就 需要用16.3米传输线,而使用带通滤波器,只需要5腔就可以实现。
带通滤波器的结构
通常的带通滤波器具有 左图所示的结构: 抽头:将外部输入信 号馈入滤波器或者将经过滤 波器的信号导出。 谐振腔:形成通带内的 谐振点; 耦合窗口:在谐振腔之 间传输电磁信号,同时调整 成不同的耦合度,以满足滤 波器设计的需要; 感飞,容飞,对称飞: 形成通带外的传输零点(即 抑制点)