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小型化宽阻带微带带通滤波器的设计方案

作者:时间:2014-01-03来源:网络收藏

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/259602.htm

  

图5 为该滤波器的仿真结果。从仿真结果可以看到在3.95~13.27 GHz的阻带内,其抑制在-20 dB以下。

  

其在高端产生了2个传输零点TZ1和TZ2,其频率分别为3.99 GHz 和4.55 GHz,其衰减分别为-53.83 dB和-61.25 dB.从图5中可以看到寄生通带的中心频率为13.98 GHz,使其谐波抑制达到3.92倍频,可以看到其宽阻带抑制的特性。

图6为加工实物图,可以看到其尺寸相对于传统的滤波器小了很多,说明了此结构具有小型化的优点。滤波器的最终设计尺寸(除了馈线外)仅为12.2 mm×11.5 mm,即0.21λg × 0.2λg,λg 是在中心频率处的波导波长。

  

由表2可知,本文所提的小型化宽阻带滤波器的各项性能大大优于已有文献结果。文献[7]是基于接地开口环的滤波器。

  

发夹型SIR 滤波器,与它们相比,本文提出的滤波器的面积最大减小了63.5%,由此可见,此滤波器具有小型化宽阻带的特性。

使用的测试仪器为Agilent 公司的E5071C 矢量网络分析仪,在常温条件下对该滤波器进行测试,实际测量结果与仿真结果吻合较好,如图7 所示。从实测结果来看,中心频率为3.63 GHz,带内最小插入损耗为1.01 dB,带内反射优于17.25 dB.在高端有2个传输零点TZ1和TZ2,其衰减分别为-33.12 dB和-52.87 dB.从图7中可以看到,在4.106~13.1 GHz内,其抑制达22.45 dB以上,这说明此滤波器具有很宽的阻带抑制特性。

  

从仿真与实测对比可以看出,仿真与实测稳合较好,具有较好的一致性。只是中心频率稍微有点偏移,且带宽稍微变宽了一点,造成这样误差的主要原因可能是 由于制作工艺上的偏差,由于此结构中最小的间距是0.1 mm,通常要求的最小间距是0.2 mm;还有板材的不均匀性、不一致性,以及各种损耗,包括SMA接头损耗、介质基板铜箔的导体损耗、介质损耗和辐射损耗等,这些因素都会对实测结果造成相 应的影响。

3 结论

本文提出了一种小型化宽阻带特性的滤波器的设计方案。该方案设计了一个中心频率为3 550 MHz,相对带宽为10%,高端抑制有2 个传输零点的滤波器,使阻带抑制在3.95~13.27 GHz小于-20 dB,使寄生通带在中心频率的3.92倍处。滤波器的最终设计尺寸仅为0.21λg × 0.2λg,相比于其他发夹型SIR 滤波器,此滤波器的体积减小了63.5%.仿真结果和实测结果都都达到了较好的一致性,并且具有很宽的阻带,较低的插入损耗,呈现出很好的选择性和宽阻带 特性,且结构简单,易于实现,显示了很好的优越性。因此本方案具有实际的应用价值。


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