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带通滤波器的设计

05-08
要设计的带通滤波器,中心频率接近40GHz了,通带才1GHz多点,要用微带线实现,什么结构比较适合~?初学者望高手指点!

很想帮小编,但没搞过这么高的频段,实在无能为力了,帮顶一下!

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还是多谢啦

好像微带不可以吧,建议波导的

在滤波器的设计中,按不同的频域或时域特性要求,可分为巴特沃斯(Butterworth)型、切比雪夫(Chebyshev)型、贝塞尔(Bessel)型和椭圆型等标准型,以及仿真和实验相结合所得出的非标准型。相同的电路,选取不同的R、C参数可实现不同的类型。巴特沃斯型要求传递函数中分母采用巴特沃斯多项式。这种滤波器具有最平坦的通带幅频特性。若传递函数中分母采用切比雪夫多项式,则为切比雪夫型,其特点是通带内增益有起伏(纹波),但这种滤波器的通带边界下降快。贝塞尔型通带边界下降较缓慢,但其相频特性接近线性。椭圆型的滤波特性很好,但电路复杂,元器件选择困难,实现难度大,故不予采用。非标准型与标准型相比并不拘泥于经典型式,仿真和实验相结合也可以得到基于特殊要求的滤波效果。考虑到指标要求通带纹波较小、带外抑制高、插入损耗小等特点,我们采用切比雪夫式小纹波低通原型滤波器,结构采用高Q值的梳状腔体。
(2)WLAN功率放大器
由于合路以后WLAN系统信号直接馈入GSM室内信号分布系统,因此由多系统共用天线对用户区进行覆盖,但是,由于AP发射功率有限,在天馈系统中经过层层分支后,信号到达末端时功率不足会成为制约双网合路应用的一个因素。为了使单个AP的信号覆盖更大区域,工程中需要采用WLAN功率放大器,将AP信号放大。WLAN功率放大器的原理图如图3所示:

图3 WLAN功率放大器原理框图
图中:下行信号通过功放模块(PA)和收发转换开关(T/RSW)到达天线;上行信号通过天线接收以后,经过收发转换开关(T/RSW)进行低噪声放大器(LNA)放大到达AP。一般设计时在收发转换开关(T/RSW)和天线之间增加带通滤波器(BPF),可以滤除部分由于有源器件自身导致的带外信号或噪声。
3、合路接入点技术
3.1简单直接合路接入
图4是最简单的合路方式,AP设备通过本身的射频输出直接注入天馈系统,按照国家无委对2.4G频段设备的功率限制要求,AP最大输出一般为100mW(20dBm),由于功率有限,因此简单直接合路方式只适用于天馈系统比较简单的方案,或者在天馈的支路末梢进行合路。

图4 简单直接合路接入
3.2增加功放合路接入
为保证天馈系统有足够的2.4G频段信号功率注入,可通过WLAN功放增强AP的信号输出。目前市场可提供的2.4G功放产品有500mW、1W、2W、4W和5W等规格,另外厂家可根据市场的需要定制更高规格的设备。
3.3特殊信号合路接入
在天馈系统中遇到GSM或3G功率放大器存在的情况下,首先需要将原来含有GSM、ISM和3G三路信号的射频进行分路,并对分路之后的WLAN信号进行独立放大,再通过合路器重新合路。在这里可以采用将合路器倒置使用的方法,进行信号分路,如图5所示:

图5 增加功放合路接入(1)
为建少AP数量,降低设备投资,净化信道环境,减少信道干扰,并扩大单个AP的信号覆盖范围,可采用跨支路进行多重合路的技术,如图6所示。采用该合路方式,避免了主干合路技术造成的不利因素影响,可作为主干合路的替代方式之一。

图6 特殊信号合路接入(2)
WLAN应用还需考虑用户容量的问题,如商务活动密集的场所,需要使用多个AP进行信号覆盖。一般以30用户作为推算单个AP用户容量的经验值。如采用两个AP合路,可提供的用户容量是60。由于IEEE802.11b标准原理限定了同一区域只能有三路信道(1、6、11信道)共同覆盖,因此,不存在大于3个AP合路的方式。如果要进一步扩大用户容量,可采用支持802.11g标准的设备,该标准下单个AP最佳最大并发用户接入数是75。
4、WLAN与GSM共用天馈信号影响分析
4.1扩频干扰简析
通常,扩频系统具有较强的抗干扰能力,而且抗干扰能力随着带宽的增加而加强,随着传输速率的增高而减弱。任何其他系统的离散型干扰对扩频系统而言都可化作噪声的增加从而转化成系统容量的下降(百分比)或覆盖区减小(百分比)。
当一个窄带干扰信号进入扩频系统的信息频段时,由于其相关特性,系统将扩展窄带信号的功率谱使其降低到1/GP,而接收机将扩频编码信号扩展为GP倍。
扩频增益GP为:GP=10lg(射频带宽/信息速率);
对于WLAN系统而言,GP最大时为:GP=10lg(22/1)=13.4;
GP最小时为:GP=10lg(22/11)=3。
也就是说,当到达该扩频系统接收端的窄带离散型干扰的幅度接近扩频信号的2GP倍时,才会对其造成干扰。这意味着,WLAN系统只能承受高于有用信号3dB的干扰,否则,系统只能降低数据传输速率以增加抗干扰性。
WLAN是一个DSSS系统,为了降低多个接入点引入的相互干扰,该标准将同时传输的信号分配到三个不同的频带,每个频带22MHz,其数据传输速率是可变的,从最低的1Mb/s到最高的11Mb/s,因此,该系统的扩频增益GP也是可变的,从13dB~3dB。而GSM系统无论是900MHz或者是1800MHz频段都采用TDMA制式,其载频传输方式是一种时分的突发脉冲,功率电平相对较高。这两个系统在室内信号分布系统内合路建设时,相互间存在较大的保护频段,且其工作频率间也不存在邻道、互调及谐波干扰。因此,主要是分析上行基站接收机的噪声增量是否影响系统的正常工作。
4.2WLAN下行→GSM上行
图7是共址时通常采用的合路器件,例如用京信公司的CM-CLNN00蜂窝,WLAN合路器。

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