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Filtri
a
microonde
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Esempio 1 (1/3)Esempio 1 (1/3)Si progetti un filtro passa basso massimamente piatto con:
• fC = 2 GHz Acdb = 3 dB
• A|f = 3 GHz 15 dB
Tipo di filtro: Butterworth
ACdB = 3 dB (K = 1) (' = 3 / 2 = 1.5 ' – 1 = 0.5 → AdB > 15 dB) N = 5
g0 = 1.0000g1 = 0.6180g2 = 1.6180g3 = 2.0000g4 = 1.6180g5 = 0.6180 g6 = 1.0000
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' - 1
Butterworth3 dB
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Esempio 1 (2/3)Esempio 1 (2/3)
50500000.1Rg'R 000
Scegliamo circuito che inizia con C parallelo
pF984.0102250
6180.0
f2R
g"C
9C0
11
50500000.1Rg'R 066
pF183.3102250
0000.2
f2R
g"C
9C0
33
pF984.0102250
6180.0
f2R
g"C
9C0
55
nH438.61022
6180.150
f2
gR"L
9C
202
nH438.61022
6180.150
f2
gR"L
9C
404
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Esempio 1 (3/3)Esempio 1 (3/3)
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RisultatiRisultati
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RisultatiRisultati
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Esempio 2 (1/3)Esempio 2 (1/3)
Confrontare la risposta del filtro precedente con quella di un filtro a ripple costante (3.0 dB) di pari ordine e con la stessa frequenza di taglio
Tipo di filtro: Chebyshev
Ripple = 3.0 dB (K = 1) N = 5
g0 = 1.0000g1 = 3.4817g2 = 0.7618g3 = 4.5381g4 = 0.7618 g5 = 3.4817 g6 = 1.0000
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' - 1
Chebyshev3 dB
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Esempio 2 (2/3)Esempio 2 (2/3)
50500000.1Rg'R 000
Scegliamo circuito che inizia con C parallelo
pF541.5102250
4817.3
f2R
g"C
9C0
11
50500000.1Rg'R 066
pF223.7102250
5381.4
f2R
g"C
9C0
33
pF541.5102250
4817.3
f2R
g"C
9C0
55
nH031.31022
7618.050
f2
gR"L
9C
202
nH031.31022
7618.050
f2
gR"L
9C
404
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Esempio 2 (3/3)Esempio 2 (3/3)
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RisultatiRisultati
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Confronto tra i due filtriConfronto tra i due filtri
0 1 2 3 4 Frequenza (GHz)
-40
-30
-20
-10
0
DB(|S[2,1]|) binomiale
DB(|S[2,1]|) chebyshev
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Esempio 3 (1/3)Esempio 3 (1/3)Si progetti un filtro passa banda che abbia:• una risposta a ripple costante di 0.5 dB• Tipo di filtro: Chebyshev = 100 MHz f1=950 MHz - f2=1050 MHz
• F0 = 0,9987 1 GHz
• A=15 dB per f=1.1 GHz -> f’ = 2 -> N=3
g0 = 1.0000g1 = 1.5963g2 = 1.0967g3 = 1.5963 g4 = 1.0000 )bandacentro(:con
1'
210
0
0
0
012
0
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' - 1
Chebyshev0.5 dB
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Esempio 3 (2/3)Esempio 3 (2/3)
50'R'RS50/0000.1R/g'GR/g'G 40044000
Scegliamo circuito che inizia con L serie
pF199.05963.1501012
1.0
gRgR"C
910010
20
121
nH0.12710121.0
5963.150gRgR"L
90
10
12
101
pF199.05963.1501012
1.0
gRgR"C
930030
20
123
nH0.12710121.0
5963.150gRgR"L
90
30
12
303
pF91.3410121.050
0967.1
R
g
R
g"C
900
2
120
22
nH726.0
0967.11012
1.050
g
R
g
R"L
920
0
220
1202
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Esempio 3 (3/3)Esempio 3 (3/3)
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RisultatiRisultati
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RisultatiRisultati
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filtri su microstrisciafiltri su microstrisciaspecifiche di progettospecifiche di progetto
• filtro passa basso
• frequenza di taglio 4 GHz
• Chebyshev 3 dB
• N=3
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CAP
C=0.7117
IND
L=3.349
IND
L=3.349
TLSC
EL=Z0=
453.348
TLSC
EL=Z0=
453.348
TLOC
EL=Z0=
451.405
TLSC
EL=Z0=
453.348
TLOC
EL=Z0=
451.405
TLSC
EL=Z0=
453.348
TLIN
Z0= 1
TLIN
Z0= 1
PORT
Z=1
PORT
Z=1
PORT
Z=1
PORT
Z=1
PORT
Z=1
PORT
Z=1
Stub serieStub serie
Stub parallelo
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CircuitoCircuito
TLOC Z0= 1.405
TLIN Z0= 4.35
TLIN Z0= 4.35
TLOC Z0= 1.299
TLOC Z0= 1.299
MLEF Z0= 64.9 Ohm
MLEF Z0= 64.9 Ohm
MLEF Z0= 70.3 Ohm
MLIN Z0= 217.5 Ohm
MLIN Z0= 217.5 Ohm
PORT Z= 1
PORT Z= 1
PORT Z= 1
PORT Z= 1 Z = 50 Z = 50
R04003 da 254m
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RisultatiRisultati
0 5 10 15 20
Frequency (GHz)
-50
-40
-30
-20
-10
0
DB(|S[2,1]|)
distribuito
DB(|S[2,1]|)
concentrato
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Filtro a StepFiltro a Step
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Filtro a StepFiltro a Step
MSUB
Name=ErNom=
Tand=Rho=
T=H=
Er=
RO1 3.38 0.0027 0.7 0.035 mm0.508 mm3.38
MLIN
L=W=ID=
0.91 mmw15 mmTL1
MLIN
L=W=ID=
5.872 mmw75 mmTL2
MLIN
L=W=ID=
2.947 mmw15 mmTL3
MLIN
L=W=ID=
5.872 mmw75 mmTL4
MLIN
L=W=ID=
0.91 mmw15 mmTL5
MLIN
L=W=ID=
20 mmw50 mmTL6
MLIN
L=W=ID=
20 mmw50 mmTL7
MSTEP$ID= TL14
MSTEP$ID= TL8
MSTEP$ID= TL9
MSTEP$ID= TL10
MSTEP$ID= TL11
MSTEP$ID= TL12
PORT
Z=P=
50 Ohm1
PORT
Z=P=
50 Ohm2
w50=1.161
w15=5.844
w75=0.544
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RisultatiRisultati
0 2 4 6 8 Frequency (GHz)
-20
-16
-12
-8
-4
0
DB(|S[2,1]|) concentrato DB(|S[2,1]|) distribuito
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Filtri passa bandaFiltri passa banda
15.5 16.5 17.5 18.5 19.5 20.5 21Frequency (GHz)
Graph 1
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
DB(|S[1,1]|) (R)BPF
DB(|S[2,1]|) (L)BPF