Ku波段发夹型滤波器设计：参数初值与性能优化

滤波器各参数初值的确定在微波滤波器设计中起着关键作用，特别是在发夹型带通滤波器中。发夹型滤波器是一种半波长耦合的变形结构，由并排排列的发夹型谐振器组成，如Ku波段的发夹线微带滤波器。这种设计的优点在于电路紧凑，体积小，微带线终端无需额外过孔接地，便于制造。 张俊哲的研究工作重点在于改进发夹线谐振器结构，通过大量的仿真计算，得出耦合系数的修正曲线，以优化滤波器性能。发夹型滤波器采用交叉耦合拓扑，这种耦合方式提供了不止一条信号传输路径，包括主耦合路径和辅耦合路径，这使得滤波器能在通带附近产生传输零点，从而增强带外抑制能力，提升频率选择性，并减少所需的谐振器数量。 滤波器性能主要由发夹谐振器的几个关键参数决定：臂长L、间距s、线宽w以及抽头位置t。这些参数的选择直接影响滤波器的中心频率和带宽。当线宽w与板厚h的比例小于2时，可通过有效介电常数εre来确定，该常数由基片的相对介电常数εr计算得出，公式为εre = εr * (1 - (w/h)^2)。 在Ku波段的应用中，由于频段较低，滤波器设计需要考虑更严格的尺寸限制和性能要求。设计者通常会先利用集总参数耦合谐振器带通滤波器的理论基础，通过理论计算得到初始参数值，然后借助CAD软件进行优化，以满足设计指标，如带宽、插入损耗和隔离度等。 滤波器各参数的精确确定是设计高效、性能稳定的发夹型带通滤波器的关键步骤，它涉及到理论分析、仿真计算以及实际工艺的综合应用，以确保滤波器在实际应用中的稳定性和有效性。