微帶濾波器和耦合電路的設計

2.3 制作一個測試濾波器

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

用ADS的設計圖樣數據（圖1）天生刻制機必要的驅動文件。圖形的尺寸直接由ADS導進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，安裝了連接器后，經過HP 8753E網絡分析儀測試。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來顯示通帶的平坦性。回波損耗仍然以每小格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，但每一個都保證了預期的16dB的指標，明顯地展示了一個多極濾波器響應所預期應有的“弓形”。

3 設計樣例

一個尺寸精簡的門路線定向耦合器

3.1 設計

我們要考察的另一個電路是用經驗技術開發的。我們想研究采用Schiffman技術減小電路尺寸的方法。這種技術是使用一種鋸齒圖樣來減少機械尺寸以滿足所要求的電氣尺寸。

啟動點選用了一個已有的1至8GHz的門路線耦合器，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。這個圖實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。

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

●緊密間隙段——鋸齒路徑的總長度與這段的直線部分長度做成一樣。這樣削減了這部分長度的將近一半。在直線部分“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丈量間隙的大小。

●寬間隙段——第三段的線間距根據牙齒的中間高度計

算出來。在這個寬間距下，假設按照均勻間隙場可以進行耦合，而不是沿著第一段的路徑進行耦合。同樣，這一段的尺寸削減更少。為了簡化，采用了與原來直線段部分一樣的長度。

●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。

這個“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。圖表中部的水平線 是-18dB，網格的每小格是2dB。在丈量的頻率范圍內耦合為-19dB±1.5dB。同一圖中，輸進的回波損耗以每小格5dB繪制，從頂部數第二條線 是0dB參考。在最低頻率處回波損耗最大，是16dB。