PDF《一种新颖的缺陷地微带线低通滤波器》

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5 ] . 目前 D G S技术已经广泛应用于微波滤波器的设计当中[

6

1 1] . 传统的 D G S单元为哑铃型, 由两个正方形和它们之间的一个狭槽构成[

3 5, 7] , 由该单元周期级联构成的 低通滤波器阻带较窄, 不能抑制较高谐波, 从而限制了 D G S在低通滤波器中的应用. 笔者将半圆型 D G S( S D G S ) 单元和半圆型阶梯阻抗并联枝节( S S I S S ) 级联构成一种新型的微带低通滤波器. 该滤波器结构紧凑,

3 d B截止频率为2 . 7GH z , 阻带为4~1 6GH z , 阻带宽度相比传统 D G S 滤波器拓宽了

2 0%, 性能有了很大 提高.

2 0

0 9年8月第3 6卷第4期 西安电子科技大学学报( 自然科学版) 臆 淋 哲 犁远 A u g .

2 0

0 9 V o l .

3 6 N o .

4 1 半圆 抢绲ピ阅芊治 半圆型 D G S单元结构如图1所示, 在5 0Ω 微带线下方的接地金属板上蚀刻出两个对称的半圆, 半径为 , 它们之间由一狭槽相连, 宽度为 1.该单元可以近似等效为一个串联的并联 L C 谐振电路[ 4] , 如图2所示. 根据微波电路理论可得该等效谐振电路的电感和电容分别如下: =ω (20( ω

2 0 ω

2 )),(1)=1 (

4 π

2 20) , (

2 ) 其中ω 闶3 d B截止频率, 0是阻带的谐振频率, 0是微带线的特性阻抗. 图1 半圆型 D G S单元结构图 图2 半圆型 D G S单元等效电路图 D G S单元的尺寸变化会引起微带电路的等效电感、 电容的变化, 从而引起传输线截止频率的变化. 为了 研究半圆型 D G S单元的几何尺寸对其传输特性的影响, 文中采用 A n s o f t公司的电磁仿真软件 H F S S1 0.

0 对不同尺寸的S D G S单元进行仿真. 文中仿真所采用的介质材料均为 R T / D u r o i d5

8 8 0, 相对介电常数是

2 . 2, 介质厚度为0 .

7 8 7mm.

1 .

1 蚀刻区域尺寸的影响 狭槽宽度1=0 . 3mm 保持不变, 改变蚀刻半圆半径业拇笮, 令 从3 . 0mm增加到5 . 0mm,

5 0Ω微带 线宽0=2 . 4mm. 从仿真结果可以看出, 当S D G S单元半径 增大时, L C 谐振电路的谐振频率变低, 如图 3所示, 这是由于微带线的等效串联电感增大所致. 图3 半径变化时 S D G S单元的传输特性 图4 缝隙宽度变化时 S D G S单元的传输特性

1 .

2 狭槽宽度的影响 半圆面积保持不变, 令=3 . 0mm, 改变狭槽的宽度,

1 从0 . 2mm增加到0 . 6mm, 仍然采用5 0Ω微带 线. 从图4可以看出, 当狭槽宽度

1 增大时, S D G S单元的谐振频率逐渐提高. 由上面研究可知, 调节S D G S缺陷半径和狭缝宽度, 可以改变微带线的等效电感和等效电容, 进而改变 微带线的带隙中心频率, 从而实现所需的带阻特性.

2 半圆犁 衫缋缧阅芊治 图5所示为半圆型阶梯阻抗并联枝节结构示意图. 它包括两个相同的半径为 的半圆, 对称的位于5 0Ω

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6 西安电子科技大学学报( 自然科学版) 第3 6卷图5 半圆型 S I S S单元结构图 图6 半圆型 S I S S单元等效电路图 图7 半径变化时 S S I S S单元的传输特性 微带线的两侧, 与微带线相距 2, 分别通过一段宽度为

1 的窄线与微带线相联. 这里利用 H F S S1

0 . 0同时研究了 S S I S S单元的几何尺寸对其传输特性的影响. 通过仿真发现, S S I S S单元可以等效为一个并联的串联 L C 谐振电路, 如图 6所示. 保持1=2=0 . 3mm, 改变半圆的半径 , 令掖3.0mm增加到6 . 0mm, 其中0=2 . 4mm. 从仿真结果可以 看出, 当单元半径 增大时, L C 谐振电路的谐振频率将降 低, 如图7所示.