现代滤波器设计讲座（11）

电子科技大学 贾宝富 博士 现代滤波器 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 讲座（十一） 双工器（Duplexer）设计 典型双工器的特性 „ 实际上双工器是由两个中心频率接近的带通滤波 器组成的。并且为了获得较好的抑制度，使用了 交叉耦合滤波器。 典型双工器技术参数 项目 参数 阻抗 50欧姆 通带 908.8-960MHz(RX)824-880MHz(TX) 插入损耗 <0.5dB(908.8-960MHz)<0.5dB(824-880MHz) 反射损耗 <-20dB(908.8-960MHz)<-20dB(824-880MHz) 功率容量 >80W(GSM signal) 824-880MHz 无源交调 <-120dBm 隔离 >85dB (908.8-960MHz)>85dB (824-880MHz) 工作温度 (-10-65℃) 设计基本考虑： ‰ 综合工作频率、带寛和选择性等方面的考虑，谐振 器考虑使用梳状结构。 ‰ 双工器通常由两个带通滤波器组成。 ‰ 经过设计，7阶交叉耦合滤波器可以满足设计指标 要求。 1 2 3 4 5 6 7 AntennaRX TX 1 2 3 4 5 6 7 TX滤波器拓扑结构 „ TX 滤波器（Ri=1.1418) 0.0384 0.8539 0.2371 0 0 0 0 0.8539 -0.2857 0.5782 0 0 0 0 0.2371 0.5782 0.0887 0.5673 0 0 0 0 0 0.5673 0.0665 0.5338 0.1920 0 0 0 0 0.5338 -0.3094 0.5783 0 0 0 0 0.1920 0.5783 0.0406 0.8831 0 0 0 0 0 0.8831 0.0401 M ⎡ ⎤⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥= ⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦ 1 2 3 4 5 6 7S L 0 852 56 f MHz f MHz = Δ = 腔体结构及基本尺寸 „ 腔体的基本尺寸： TX滤波器 电路 模拟电路李宁答案12数字电路仿真实验电路与电子学第1章单片机复位电路图组合逻辑电路课后答案 模型 „ 电路模型 腔体储能 „ 激励功率1W时，各腔体储能 RX滤波器拓扑结构 „ RX 滤波器（Ri=1.1707) 0.0065 0.8721 -0.2324 0 0 0 0 0.8721 0.3220 0.5857 0 0 0 0 -0.2324 0.5857 -0.0451 0.5740 0 0 0 0 0 0.5740 -0.0227 0.5410 -0.1818 0 0 0 0 0.5410 0.3345 0.5903 0 0 0 0 -0.1818 0.5903 0.0056 0.8982 0 0 0 0 0 0.8982 0.0130 M ⎡ ⎤⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥= ⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦ 1 2 3 4 5 6 7S L 0 934.5 51 f MHz f MHz = Δ = TX滤波器电路模型 „ 电路模型 腔体储能 „ 激励功率1W时，各腔体储能 双工器的等效电路 Port1Port2 Port1_1 K P=lamped/4 Z=1/(m12_l*bw_l) C = C 1 _ l L = L 1 _ l R = Q u _ l C = C 3 _ l L = L 3 _ l R = Q u _ l C = C 2 _ l L = L 2 _ l R = Q u _ l K P=lamped/4 Z=1/(m23_l*bw_l) K P=lamped/4 Z=1/(m34_l*bw_l) C = C 4 _ l L = L 4 _ l R = Q u _ l K P=lamped/4 Z=Sqrt(Qe_l) K P=lamped/4 Z=Sqrt(Qo_l) K P=lamped/4 Z=1/(m13_l*bw_l) K P=lamped/4 Z=1/(m45_l*bw_l) C = C 6 _ l L = L 6 _ l R = Q u _ l C = C 5 _ l L = L 5 _ l R = Q u _ l K P=lamped/4 Z=1/(m56_l*bw_l) K P=lamped/4 Z=1/(m67_l*bw_l) C = C 7 _ l L = L 7 _ l R = Q u _ l K P=lamped/4 Z=1/(m46_l*bw_l) K P=lamped/4 Z=1/(m12_h*bw_h) C = C 1 _ h L = L 1 _ h R = Q u _ h C = C 3 _ h L = L 3 _ h R = Q u _ h C = C 2 _ h L = L 2 _ h R = Q u _ h K P=lamped/4 Z=1/(m23_h*bw_h) K P=lamped/4 Z=1/(m34_h*bw_h) C = C 4 _ h L = L 4 _ h R = Q u _ h K P=lamped/4 Z=Sqrt(Qe_h) K P=lamped/4 Z=Sqrt(Qo_h) K P=lamped/4 Z=1/(m13_h*bw_h) K P=lamped/4 Z=1/(m45_h*bw_h) C = C 6 _ h L = L 6 _ h R = Q u _ h C = C 5 _ h L = L 5 _ h R = Q u _ h K P=lamped/4 Z=1/(m56_h*bw_h) K P=lamped/4 Z=1/(m67_h*bw_h) C = C 7 _ h L = L 7 _ h R = Q u _ h K P=lamped/4 Z=1/(m46_h*bw_h) 未优化的双工器S参数 优化后双工器S参数 优化后TX滤波器耦合矩阵 „ TX 滤波器（Ri=1.2561) 0.0224 0.8779 0.3470 0 0 0 0 0.8779 -0.4275 0.5700 0 0 0 0 0.3470 0.5700 0.113 0.5865 0 0 0 0 0 0.5865 0.0725 0.5637 0.1704 0 0 0 0 0.5637 -0.2641 0.6084 0 0 0 0 0.1704 0.6084 0.0782 0.8836 0 0 0 0 0 0.8836 0.4715 M ⎡ ⎤⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥= ⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦ 1 2 3 4 5 6 7S L 0 852 56 f MHz f MHz = Δ = 优化后RX滤波器耦合矩阵 „ RX 滤波器（Ri=1.2257) 0.0126 0.8776 -0.2889 0 0 0 0 0.8776 0.4014 0.5799 0 0 0 0 -0.2889 0.5799 -0.0485 0.5812 0 0 0 0 0 0.5812 -0.0124 0.5744 -0.0723 0 0 0 0 0.5744 0.1362 0.6149 0 0 0 0 -0.0723 0.6149 -0.0319 0.8543 0 0 0 0 0 0.8543 -0.4703 M ⎡ ⎤⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥= ⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦ 1 2 3 4 5 6 7S L 0 934.5 51 f MHz f MHz = Δ = 计算耦合系数 „ 耦合系数>0, 为电耦合。 计算交叉耦合的耦合系数 „ 交叉耦合结构（电耦合） 计算交叉耦合的耦合系数 „ 交叉耦合结构（磁耦合） 计算输入/输出 „ 根据电路模型 确定耦合结构 的高度。 幻灯片编号 1 典型双工器的特性 典型双工器技术参数 设计基本考虑： TX 滤波器拓扑结构 腔体结构及基本尺寸 TX 滤波器电路模型 腔体储能 RX 滤波器拓扑结构 TX 滤波器电路模型 腔体储能 双工器的等效电路 未优化的双工器S参数 优化后双工器S参数 优化后TX 滤波器耦合矩阵 优化后RX 滤波器耦合矩阵 计算耦合系数 计算交叉耦合的耦合系数 计算交叉耦合的耦合系数 计算输入/输出