27、5G与6G通信中的滤波器设计及调制技术解析

5G与6G通信中的滤波器设计及调制技术解析

1. 腔体滤波器设计

腔体滤波器的设计需要全面考虑多个因素，包括通带频谱、耦合结构、响应调制、频率调谐、带阻/通带调谐以及驻波调制等，从而选择合适的谐振模式。以下是腔体滤波器设计的关键步骤和要点：
-本征模式谐振单元测量：根据滤波器的通带选择本征模式谐振单元进行测量。
-单腔体设计：利用基于欧几里得有限元算法创建的本征模式求解器，设计与模式尺寸相同的单腔体。
-频率和带宽范围：腔体滤波器的设计频率范围为30 MHz至40 GHz，带宽选择从小于0.5%到超过66%。
-性能优势：与分立元件滤波器相比，腔体滤波器具有插入损耗极低、裙边选择性陡峭以及带宽更窄等优点。其效率取决于组件的选择以及螺旋线圈、谐振器的物理配置，还有腔体外壳的形状和尺寸。通常，标准腔体滤波器以铝为基础金属构建。

1.1 谐振器与地之间的归一化电容

为了计算谐振器“d”，需要确定相关的电容。首先将谐振器视为矩形，然后转换为直径为“d”的圆柱形结构。矩形谐振器的尺寸由宽度“w”、长度“L”和厚度“t”确定。为了实现滤波器的高空载“Q”值，谐振器阻抗设为70欧姆。以下是梳状线滤波器谐振器与地之间单位元件的标准化电容的数学公式：
- (C_{YGY} = 376.7\frac{1}{A_rT_A^0}) (11.1)
- (C_{YYGYJYC} = 376.7(1 + \tan + \frac{n}{A_r\tan A_{TnA_n}})) (1