微帶濾波器和耦合電路的設計

2.3 制作一個(gè)測試濾波器

為了比較發(fā)夾型濾波器設計模型和現實(shí)副本的性能，就要用電路板刻制機在一塊典型的微波基板上制作一個(gè)測試濾波器。（使用LPKF光電股份有限公司的Protomat C100HF型設備，參見(jiàn)副文）

用ADS的設計圖樣數據（圖1）天生刻制機必要的驅動(dòng)文件。圖形的尺寸直接由ADS導進(jìn)LPKF軟件。圖7是電路板的制作圖樣。

2.4 測試性能

電路板按照設計圖樣銑制出來(lái)，安裝了連接器后，經(jīng)過(guò)HP 8753E網(wǎng)絡(luò )分析儀測試。圖8是濾波器樣品電路板的性能(S21)和回波損耗(S11)，圖表中每小格代表5dB，顯示了在整個(gè)通帶及阻帶的性能狀況，最低達到-45dB。

圖9和圖8一樣，只是通帶以每小格1dB來(lái)顯示通帶的平坦性?；夭〒p耗仍然以每小格5dB顯示。

測試顯示與模型非常一致。通帶比ADS預期的稍微窄一些，但是比Sonnet Lite分析指示的量稍微小一些。三種模型方式及其丈量都指出插進(jìn)損耗和通帶平坦性上的一致。

固然在這三種模型和丈量數據中回波損耗的圖形有所不同，但每一個(gè)都保證了預期的16dB的指標，明顯地展示了一個(gè)多極濾波器響應所預期應有的“弓形”。

3 設計樣例

一個(gè)尺寸精簡(jiǎn)的門(mén)路線(xiàn)定向耦合器

3.1 設計

我們要考察的另一個(gè)電路是用經(jīng)驗技術(shù)開(kāi)發(fā)的。我們想研究采用Schiffman技術(shù)減小電路尺寸的方法。這種技術(shù)是使用一種鋸齒圖樣來(lái)減少機械尺寸以滿(mǎn)足所要求的電氣尺寸。

啟動(dòng)點(diǎn)選用了一個(gè)已有的1至8GHz的門(mén)路線(xiàn)耦合器，由CAP Wireless公司的Paul Daughenbaugh設計。這一設計被轉換成刻制機制造用的圖樣，如圖10。這個(gè)圖實(shí)際顯示了耦合器的另一種版本，但是清楚地展示了這種技術(shù)。

用一種經(jīng)驗性的方法從直段耦合器設計中來(lái)獲得新耦合器的設計圖案，按照如下的規則：

●緊密間隙段——鋸齒路徑的總長(cháng)度與這段的直線(xiàn)部分長(cháng)度做成一樣。這樣削減了這部分長(cháng)度的將近一半。在直線(xiàn)部分“互鎖”的牙齒間仍然保持有空間，可以與鋸齒邊呈直角的方式來(lái)丈量間隙的大小。

●寬間隙段——第三段的線(xiàn)間距根據牙齒的中間高度計

算出來(lái)。在這個(gè)寬間距下，假設按照均勻間隙場(chǎng)可以進(jìn)行耦合，而不是沿著(zhù)第一段的路徑進(jìn)行耦合。同樣，這一段的尺寸削減更少。為了簡(jiǎn)化，采用了與原來(lái)直線(xiàn)段部分一樣的長(cháng)度。

●中間段——中間段的間隙和尺寸削減根據第一段和第三段幾何均勻值計算得來(lái)。

這個(gè)“最佳猜想”的方式是必要的，由于不可能用現有的軟件工具分析這種結構。用Sonnet Lite分析太過(guò)復雜，其他分析工具根本不能用。

3.2 耦合器性能

耦合器用LPKF的刻制機器制作出來(lái)后，要評估耦合等級和在1至8GHz的頻段內的指向性。圖11中的耦合端口傳輸信號是一條光滑的線(xiàn)。圖表中部的水平線(xiàn) 是-18dB，網(wǎng)格的每小格是2dB。在丈量的頻率范圍內耦合為-19dB±1.5dB。同一圖中，輸進(jìn)的回波損耗以每小格5dB繪制，從頂部數第二條線(xiàn) 是0dB參考。在最低頻率處回波損耗最大，是16dB。