微波有源滤波器的研究与实现

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滤波器在微波电路系统中运用广泛;随着MMIC技术的成熟,微波电路系统小型化、集成化的研究有了长足的发展。但传统无源滤波器在很多运用中有其局限性,如插入损耗大、集成难度高,而有源滤波器却能够适应微波电路系统小型化、集成化的发展要求。本文主要研究微波频段有源滤波器的实现方法,具体设计实现了三种不同思路的有源带通滤波器,具体如下:第一,研究有源Q-增强型滤波器,设计有源电容电路,借助带通滤波器综合方法,以二阶LC并联谐振带通滤波器为原型,设计制作了二阶有源带通滤波器,中心频率1.0GHz,通带内插损小于2dB,噪声系数为4。第二,研究Gm-C型有源滤波器,即根据回转器原理,设计有源电感,在传统有源电感电路中加入补偿网络,便于有效调整有源电感电路的输入阻抗,基于此结构,设计实现了一阶有源带通滤波器,中心频率为2.92GHz,带宽为140MHz,品质因数约为21。第三,有源Q-增强型滤波器和Gm-C型有源滤波器适用于UHF频段,在高频段借助分布参数电路结构实现有源滤波器更为有效。本文给出的分布参数有源滤波器将有源器件通过耦合方式与谐振器电路连接,便于理解谐振器电路的特性,实测品质因数为38。然后,在此基础上加载变容二极管,设计实现了中心频率可调的有源带通滤波器,中心频率调谐范围为9.25GHz至9.55GHz,品质因数约为50。有源滤波器相比无源滤波器有很多优点,但需要面对的难点很多。本文最后给出了有源滤波器设计总结,并给出了后续研究工作的规划与建议。
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