6GHz的切比雪夫低通滤波器1
课程设计说明书
题目：6GHz的切比雪夫型低通滤波器
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燕山大学课程设计（论文）任务书
年月日
6GHz的切比雪夫型型低通滤波器
6GHz Chebyshev low-pass filter
摘要：
利用ADS2009软件设计6GHz的切比雪夫型低通滤波器，通过最终的图像，分析该滤波器的功能特性，并与其他滤波器对比分析，阐明此种滤波器的优点所在。
Abstract：
Use ADS2009 software to design 6GHz Chebyshev low-pass filter, the final image, analysis of the filter function characteristics, and with other filter contrast analysis, elucidation of the filter 's advantages.
关键字：
切比雪夫低通滤波器集总参数微带滤波器
Keywords：
Chebyshev low-pass filter Lumped parameter Microstrip filter
原理分析：
一.滤波器
滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其它频率成分。在测试装置中，利用滤波器的这种选频作用，可以滤除干扰噪声或进行频谱分析。
广义地讲，任何一种信息传输的通道（媒质）都可视为是一种滤波器。因为，任何装置的响应特性都是激励频率的函数，都可用频域函数描述其传输特性。因此，构成测试系统的任何一个环节，诸如机械系统、电气网络、仪器仪表甚至连接导线等等，都将在一定频率围，按其频域特性，对所通过的信号进行变换与处理。
滤波器分类
滤波器特性可以用其频率响应来描述，按其特性的不同，可以分为低通滤波器，高通滤波器，带通滤波器和带阻滤波器等。低通滤波器有很多种，其中，最通用的就是巴特沃斯滤波器和切比雪夫滤波器。巴特沃斯滤波器是滤波器的一种设计分类，其采用的是巴特沃斯传递函数，有高通、低通、带通、带阻等多种滤波器类型。巴特沃斯滤波器在通频带外都有平稳的幅频特性，但有较长的过渡带，在过渡带上很容易造成失真。切比雪夫滤波器同巴特沃斯滤波器相添加图片比，切比雪夫滤波器的过渡带很窄，但部的幅频特性却很不稳定。巴特沃斯响应能够最大化滤波器的通带平坦度。该响应非常平坦，非常接近DC信号，然后慢慢衰减至截止频率。巴特沃斯滤波器特别适用于低频应用，其对于维护增益的平坦性来说非常重要。
1.根据滤波器的选频作用分类
⑴低通滤波器
从0～f
2频率之间，幅频特性平直，它可以使信号中低于f
2
的频率成分几乎不
受衰减地通过，而高于f
2
的频率成分受到极大地衰减。
⑵高通滤波器
与低通滤波相反，从频率f
1～∞，其幅频特性平直。它使信号中高于f
1
的频
率成分几乎不受衰减地通过，而低于f 1的频率成分将受到极大地衰减。
⑶带通滤波器
它的通频带在f 1～f 2之间。它使信号中高于f 1而低于f 2的频率成分可以不受
衰减地通过，而其它成分受到衰减。
⑷带阻滤波器
与带通滤波相反，阻带在频率f 1～f 2之间。它使信号中高于f 1而低于f 2的频率成分受到衰减，其余频率成分的信号几乎不受衰减地通过.
低通滤波器和高通滤波器是滤波器的两种最基本的形式，其它的滤波器都可以分解为这两种类型的滤波器，例如：低通滤波器与高通滤波器的串联为带通滤波器，低通滤波器与高通滤波器的并联为带阻滤波器。
低通滤波器与高通滤波器的串联
低通滤波器与高通滤波器的并联
2.根据“最佳逼近特性”标准分类
⑴巴特沃斯滤波器
从幅频特性提出要求，而不考虑相频特性。巴特沃斯滤波器具有最大平坦幅度特性，其传输函数表达式为：n
j S 222111)(Ω+=Ω ⑵切比雪夫滤波器
切贝雪夫滤波器也是从幅频特性方面提出逼近要求的，其传输函数表达式为：
)
(T 11)(22221Ω+=Ωn j S ε ε是决定通带波纹大小的系数，波纹的产生是由于实际滤波网络中含有电抗元件；n T 是第一类切贝雪夫多项式。
与巴特沃斯逼近特性相比较，这种特性虽然在通带有起伏，但对同样的n
值在进入阻带以后衰减更陡峭，更接近理想情况。 值越小，通带起伏越小，截止频率点衰减的分贝值也越小，但进入阻带后衰减特性变化缓慢。切贝雪夫滤波器与巴特沃斯滤波器进行比较，切贝雪夫滤波器的通带有波纹，过渡带轻陡直，因此，在不允许通带有纹波的情况下，巴特沃斯型更可取；从相频响应来看，巴特沃斯型要优于切贝雪夫型，通过上面二图比较可以看出，前者的相频响应更接近于直线。
理想滤波器：
理想滤波器是指能使通带信号的幅值和相位都不失真，阻带的频率成分都衰减为零的滤波器，其通带和阻带之间有明显的分界线。也就是说，理想滤波器在通带的幅频特性应为常数，相频特性的斜率为常值；在通带外的幅频特性应为零。
而理想滤波器是不存在的，实际滤波器通带和阻带之间应没有严格的界限。在通带和阻带之间存在一个过渡带。在过渡带的频率成分不会被完全抑制，只会受到不同程度的衰减。当然，希望过渡带越窄越好，也就是希望对通带外的频率成分衰减得越快、越多越好。因此，在设计实际滤波器时，总是通过各种方法使其尽量逼近理想滤波器。
理想滤波器的特性只需用截止频率描述，而实际滤波器的特性曲线无明显的转折点，两截止频率之间的幅频特性也非常数，故需用更多参数来描述。
⑴纹波幅度d
在一定频率围，实际滤波器的幅频特性可能呈波纹变化，其波动幅度d与幅频特性的平均值A
相比，越小越好，一般应远小于-3dB。
⑵截止频率
f
c