应用于多波段目标模拟器的微带滤波器设计

0 引言

现有雷达目标模拟器多是针对某一特定波段雷达进行功能及参数设计，若想为不同波段的多部雷达同时提供模拟目标信号，则需要多个雷达目标模拟器[1]，价格昂贵。为实现同一模拟器同时为多型号多波段雷达提供模拟目标信号，需要在模拟器体积、成本等方面开展深入研究，而滤波器是其中的重要环节。

滤波器种类繁多，按照通频带分类[2-3]，滤波器可分为带阻滤波器、带通滤波器、高通滤波器、低通滤波器等；按照通带滤波器特性分类，有源滤波器可分为最大平坦型滤波器、等波纹型滤波器、线性相移型滤波器等；按照滤波器的传输线类型分类[4]，可分为介质滤波器、同轴滤波器、波导滤波器和微带滤波器等。

根据传输线类型选择滤波器时，可依据不同种类滤波器的特点及使用需求进行选择。介质滤波器硬件布局紧凑，损耗较低，具有比较稳定的温度特性，但受现有技术水平限制，适用频率范围仅限于50GHz，质量成本较高；同轴滤波器，由于自身腔体结构特点会在远端产生谐振峰，对器件本身性能产生不利影响；波导滤波器，品质因子高、损耗小、频率使用范围宽，但由于波导滤波器的体积和重量比其它类型滤波器大很多，因此应用范围较小；微带滤波器因其重量轻[5]、体积小、制造简便、频带宽等优点，在微波电路设计中使用广泛，是多波段雷达目标模拟器设计的首选器件，具体体现在以下三方面：

酒能将短音节拉得像面条，酒能把平时的意见当笑话讲。丁副镇长端起酒杯过来敬李副镇长说，一是感谢你的精心安排，二是有一事不明白，我和你工龄、资历、级别都一样，为什么选楼层你占先我排后？李副镇长也端起酒杯回敬丁副镇长说，因为我先入的“庙”。我再反问一句，你丁副镇长以前在经委当科长时，总是肯定我们镇的工业，怎么现在当了分管工业的镇长反而多了些许责难？丁副镇长矢口否认。我顺便插了一句，我作证！我此前管过工业，也是看戏不怕台高，决不放过“挑起群众斗群众，挑起干部斗干部”的大好时机。吴主任也不冷不热地说了一句，不说问题拿什么整改？就像不搞义务劳动哪来免费吃食堂？

1)微带传输线使用的介质基片介电常数较高[6-7]，减小了微带线上的波长，使得微带线的尺寸无论在纵向，还是横截面上都大幅减小；

2)可通过在线路板上印制导电材料来实现；

6)对照微带线数据表，结合各段耦合单元的特征阻抗选择合适的微带线结构；根据带通滤波电路介质基片厚度d和相对介电常数εr，计算各段耦合微带线的宽度W、长度L和间距S；已知微带线结构、尺寸和间距，即可完成滤波器电路设计。

根据多波段雷达目标模拟器设计要求，文中选择常用的微带带通滤波器进行设计分析。

采油厂自身的发展需要参与并加强SEC储量的管理。SEC储量评估与管理是国际上普遍承认的一项储量管理业务和方法。采油厂作为企业内部的一个生产经营单位，大部分已经具有相当的规模，而且是比较独立的一级经营单位，具有从生产组织、勘探开发项目运行及管理、技术研发与配套、财务核算、经营管理、生产后勤保障等完整的油气生产经营体系。尤其是作为一个资源生产单位，更需要关注自身的资源状况、储量资产情况、储量与经营的关系等，并以此为基础制定自己的发展规划及方案部署。

1 微带带通滤波器设计原理及方法

1.1 微带带通滤波器设计原理

微带带通滤波器是由多个平行耦合单元级连后构成的，单个平行耦合微带传输单元构成如图1所示。

因此，旅游经营实体应把握住当前旅游发展的契机，发挥自身所长，以少数民族独特风情吸引游客前来消费；在提高收入的同时，发展和创新自己的旅游产品，提高自身竞争力；提高自身素质，结合当代国内外先进经验，积极配合政府开展的各类培训工作，不要局限于现有的效益，要有长远的发展眼光；可与同行合作适当扩大规模，形成完整的营销体系，在遇到经营问题时可以共同承担、降低投资风险［3］。

  

图1 平行耦合微带传输单元

将表1中各段微带线的参数代入Ansoft-HFSS电磁场仿真软件，得到微带带通滤波器1的仿真模型，如图5所示。

  

图2 平行耦合微带传输单元等效电路

图4中共4路信号检测电路，将16～22GHz划分为16～17.5GHz、17.5～19GHz、19～20.5GHz、20.5～22GHz四个不同的频率范围，当相应的频率范围有信号时，对应路的比较器就会有信号输出到FPGA。

 

(1)

 

(2)

滤波器标准阻抗选择Z0=50Ω，滤波器微带线的特征阻抗按照前文“微带带通滤波器设计方法”中式(8)进行计算， 5个耦合线段的微带线宽度W、间距S和长度L通过ADS软件进行计算，得出微带线阻抗表。

基于机场与旅游业发展耦合作用的交错、复杂性，同时考虑到二者的关联、时序性，本文采用灰色关联分析的方法，建立灰色关联度模型(公式7)和耦合度模型(公式8)。关联度是对二者评价指标体系中各指标关系密切程度的分析，耦合度是对二者之间相互影响、相互作用的有效度量[32]。

根据图2所示等效电路，可推导出多个耦合微带传输单元构成的平行耦合微带带通滤波器的等效电路，如图3所示。

  

图3 平行耦合微带带通滤波器等效电路

1.2 微带带通滤波器设计方法

微带带通滤波器的设计参数较多，可按如下方法进行设计和计算[9-10]：

1)根据微带滤波器设计要求确定低通滤波器原型(常见的低通滤波器原型有利比雪夫滤波器和最大平坦滤波器)，滤波器阶数N可参考设计指标确定，之后便可根据滤波器阶数计算g1、g2、……、gN、gN+1、g为滤波器归一化参数；

我们可以提供一个三百六十度开放的全景图；我们可以使用链接到不同终点的复杂影像；我们可以向上、向下滚动，或发现支路（图片被藏在屏幕边缘之外）；我们可以创造拼贴图，等等。[1]108

2)带通滤波器的中心频率ω0通常由ωH和ωL确定：

 

(3)

3)滤波器相对带宽BW可由中心频率ω0、截止频率ωH和ωL来确定：

 

(4)

4)微带带通滤波器各个耦合单元的导纳可根据式(5)-(7)进行计算：

 

(5)

 

(6)

 

(7)

5)根据微带带通滤波器的设计要求，滤波电路的奇模特征阻抗和偶模特征阻抗分别为：

 

(8)

式中，Z0为微带电路输入和输出的特征阻抗，ZE|i,i+1为微带电路的偶模阻抗，Z0|i,i+1为微带电路的奇模阻抗；

在调查的航运服务企业中，有近54%的企业认为中美贸易战一旦发生，业务量将减少10%以内或减少10%～30%，仅37%企业认为中美贸易战对公司业务影响不大。可见，航运服务企业总体认为中美贸易战对航运相关服务业务会带来一定程度的影响。

图 9为不同气体质量流率下气体体积分数在发动机内流场的分布, 从图中可以看出, 随着气体质量流率的增大, 气体传递给液体的体积功增大, 从而提高了发动机的推力, 但同时发动机内部气体所占体积也在不断增大, 气液两相之间的混合程度不断下降, 导致相界面浓度降低, 致使气液两相之间能量交换效率降低, 从而对气液两相冲压发动机的比冲及效率等经济性指标造成不利影响.

3)微带滤波器可以灵活地与微波固体器件连接，可以非常方便地实现微带滤波器与微波固体器件的集成设计。

2 设计实例及仿真结果

2.1 频率检测电路设计

雷达目标模拟器设计中，功分器输出的信号频率在16～22GHz范围，由于不知道信号的具体频点，要在如此宽的频率范围内直接处理是十分困难的，为此设计了频率检测电路，将信号的频率确定在一个较窄的范围之内，然后再进行处理。频率检测电路的工作原理如图4所示。

  

图4 频率检测电路工作原理框图

平行耦合微带传输单元与其等效电路的参数关系为：

2.2 微带带通滤波器设计指标

下面以微带带通滤波器1为例进行设计分析。

微带带通滤波器1设计指标为：中心频率ω0=16.75GHz；相对带宽W=9%；在f=14GHz时,衰减量大于20dB；带内波纹为0.5dB；微带线特性阻抗Z0=50Ω；介质基片的相对介电常数εr=9.8，厚度d=0.5mm。

根据上述指标要求，微带带通滤波器1选用5阶最大平坦滤波电路。查滤波器电抗元件值，5阶最大平坦滤波电路的归一化参数为： g1=g5=0.618，g2=g4=1.618，g3=2，g0=g6=1。

式中， Z0e为平行耦合微带传输线的偶模阻抗， Z0o为平行耦合微带传输线的奇模阻抗， J为导纳，Y0为平行耦合微带传输线的特性导纳。

 

表1 微带线阻抗表

  

耦合段宽度W(mil)间距S(mil)长度L(mil)111.1534.28164.188218.48820.23260.123319.14930.74759.601418.48820.23260.123511.1534.28164.188

2.3 仿真结果

每个平行耦合微带传输单元都可以用一种电角度为θ的电路来表征[8]，如图2所示，它包含一个导纳倒置转换器和两组线段。

通过提出现实生活中的具体问题来调动学生积极性，培养学生独立思考能力[4]。如讲解脂肪水解时，可以提问为什么吃了油腻的东西会感觉口渴；讲解蛋白质沉淀时，提问为什么重金属中毒后以服用蛋清或牛奶来解毒；讲解蛋白质变性时，提问为什么吃肉要炒熟，以及用酒精对皮肤消毒、高温高压对手术器械灭菌的机理，帮助学生理解蛋白质变性，让学生能够将书本上的知识联系到实际生活中，通过贴近生活的例子明白生物化学与医学关系密切，与我们的生活息息相关，进而产生浓厚的兴趣。

  

图5 微带带通滤波器1模型

  

图6 微带带通滤波器1设计仿真结果

由图6仿真结果可知：

1)微带带通滤波器1的滤波范围为16-17.5GHz，带通性能较好；

2)通带波纹较平坦，带内波纹小于0.5dB；

3)阻带平滑单调，衰减性能良好，14GHz处衰减大于20dB。

综上所述，微带带通滤波器1的设计方案能够满足频率检测电路的设计要求。微带带通滤波器

2-4可参照微带带通滤波器1的设计方案进行设计。

3 结束语

本文分析了介质滤波器、同轴滤波器、波导滤波器、微带滤波器等四种滤波器的优缺点，结合多波段雷达目标模拟器的特点，选择了微带带通滤波器进行设计。以微带带通滤波器的设计原理及方法为基础，设计了模拟器的频率检测电路，利用Ansoft-HFSS软件对其中的微带带通滤波器进行仿真计算，仿真结果表明该设计带通性能较好，带内波纹小，衰减性能良好，对于多波段雷达目标模拟器的工程设计具有现实指导意义。

这部阿拉伯文献是萨剌姆前往东方的旅行记。当时阿巴斯王朝人传闻,“雅朱者和马朱者”冲破了亚历山大大帝在东方建造来阻挡他们的边墙“亚历山大边墙”，进入了文明地区。萨剌姆奉阿巴斯哈里发瓦西格之命前往东方,调查这个消息的具体情况。十世纪阿拉伯地图上以雅约吉·瓦·梅杰 (Yajoj wa Majoj)的身份开始出现雅朱者和马朱者的标识，他们以同样的名字出现在伊德里斯的1154地图上。

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