低通濾波器電路仿真及微波實現設計實現

微波濾波器是應用在微波波段的濾波器，主要作用是抑制不需要的信號，只讓需要的信號通過。

因此，濾波器是一種具有選擇作用的二端口網絡。理想的濾波器應該在其通帶范圍內使信號完全被傳輸，在阻帶范圍內使信號完全被過濾，但是實際上不可能是完全理想的。

在其通帶內的衰減不可能處處為零，在阻帶和通帶交界的頻率處衰減也不可能從零突變至無限大。組成濾波器的電子元件通常為電抗元件，這些元件都是頻率的連續函數，不會在某一頻率發生突變。

按照衰減特性，濾波器可分為低通、高通、帶通和帶阻。濾波器元件數量越多，衰減特性越接近理性特性。

四種濾波器特性曲線

對于低通濾波器和高通濾波器來說，電路中的元件數量就是濾波器的階數。以低通濾波器為例，其電容輸入式電路如下圖所示。

電路圖

設定截止頻率為2.5GHz,輸入各元件數值后(設定信號源幅值為1)，在較低頻時，如10Hz時，其原始波形和通過濾波器后的波形如圖所示。

原始波形

通過濾波器后

可以看出，波形無太大變化，頻率為1GHz時，如下圖所示

原始波形

通過濾波器后

當頻率增大到超出截止頻率后（5GHz），波形如下圖所示

原始波形

通過濾波器后

低通濾波器電路是由一些串聯電感和并聯電容相間連接而成。對于同軸線來說，外導體直徑確定的情況下，內導體直徑越小，特性阻抗越大，可等效為串聯電感；內導體直徑越大，特性阻抗越小，可等效為并聯電容。因此，可用高低阻抗的同軸線來實現低通濾波器。設定好參數變量后建立模型。

結果如下圖所示

理想的電路并未考慮高低阻抗的不連續性，需要對模型進一步優化。