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6-1 調整等線寬微帶濾波器各尺寸參數對 S 11 影響之探討

6-1、等寬微帶濾波器尺寸參數(單位:mm)

如圖 6-1所示,此濾波器要探討的尺寸參數共有五個,分別是 L1、L2、S1、S2 以及W1,探討這些參數的主要目的是要找出改變 這些參數所造成的 S11改變趨勢,以利微調濾波器的特性。為簡化討

論,不把此濾波器的微帶線彎折的位置列入探討,儘先簡單把微帶線 折成三段,並且每段長度為 L1,故微帶線總成為3 × L1。首先改變 圖 6-1中的參數L1,而其他四個參數(L2、S1、S2以及W1)固定成圖 6-1 括弧裡的數值,只先改變L1。從模擬的結果比較發現改變L1 主 要的效果是整體 S11響應的頻偏,如圖6-2所示。L1增加相對提供了 增長的電流路徑,幾乎任何形態的微帶濾波器,改變微帶線長度皆會 影響頻偏。故若是作 SIR結構的雙頻(或多頻)帶通微帶濾波器,可以 先改變微帶線長度來調整第一通帶的頻率,再計算第二通帶與第一通 帶的頻率比值,找到可讓二次諧波頻偏到第二帶通的微帶線電氣長度 比和微帶線特性阻抗比,以達到設計需求。圖6-2 顯示當L1 = 13 mm 時,基頻的共振點約為 2.4 GHz,符合所設計的 WLAN的低頻頻率,

6-2、探討 L1 變化對 S11之影響

因此L1先選用13 mm。其次要討論的是L2,接頭輸入及輸出(tapped I/O) 的位置所造成的S11響應變化,而其他四個參數(L1、S1、S2以及W1) 固定成括弧裡的數值。為了焊接SMA接頭,濾波器兩個饋入的位置必 須預留1.5× 3 mm2的微帶線段(可見圖6-1)。如圖6-3所示,當L2 = 0.75 mm時有比較小的基頻輸入返回損耗,也有比較好的三次諧波抑制效 果。第三要探討的是兩微帶線間的間隙大小S1,而其他四個參數

6-3、探討 L2 變化對 S11之影響

(L1、L2、S2以及W1)固定成括弧裡的數值。如圖6-4,由模擬的 S11圖模擬比較得知,改變S1造成的耦合效果會明顯影響到基頻的頻 寬與輸入返回損耗,當 S1值愈小,第一通帶的頻寬愈大且輸入返回 損耗愈小。但考慮基頻的頻寬過大,以及蝕刻機所能蝕刻的最窄微帶 線寬和最小微帶線間距為 0.3 mm左右,因此微帶線間距若考慮實

作,並非沒有限制。雖然第二諧波和第三諧波的輸入返回損耗也階所 影響,但影響程度極小。第四,要探討的也是微帶線間的間隙大小

6-4、探討 S1 變化對 S11之影響

S2 造成的S11變化,而其他四個參數(L1、L2、S1以及W1)固定成括 弧裡的數值。如圖6-5,由模擬的 S11圖模擬比較得知,改變S2所造 成的整體 S11改變幅度並不大,但S2愈小還是有略佳的基頻輸入返回 損耗及三次諧波的抑制效果。如同前面參數 S1 的探討,因為考慮到 蝕刻問題,故S2 最小值也大約只能選到0.3 mm。最後所要探討的是 微帶線寬 W1造成的 S11變化,而其他四個參數(L1、L2、S1以及S2) 固定成括弧裡的數值,圖 6-6顯示,當微帶線寬W1 為1.75 mm時,

第一通帶有較小的輸入返回損耗。比較不同的 W1 值,除了基頻的 S11特性之外,其他的 S11影響並不大。比較完上面五個尺寸參數

6-5、探討 S2 變化對 S11之影響

6-6、探討 S2 變化對 S11之影響

L1、L2、S1、S2 以及 W1 之後,會發現到當兩段微帶線等寬,沒有 使用 SIR結構時,不論如何調整濾波器的尺寸參數,最多也只是整體 的頻偏,或是改變基頻、二次諧波與三次諧波的輸入返回損耗,對於

增大基頻與二次諧波的頻率倍數(fs1/f0),幾乎無任何幫助。

6-2 調整微帶線寬為 1.75 mm 和 2.25 mm 的

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