一种新型的宽阻带共面带状线低通滤波器

　　3.2 具有T枝节的CPS开环谐振器

　　为了增强阻带的深度和宽度，在以上开环谐振器上加一对半波长T型谐振器，其结构与等效电路如图4所示。半波长T枝节等效为电感L’p，T枝节与传输线之间缝隙g3等效为耦合电容C’p。那么T型开路结构和开路环等效为两个串联的LC谐振电路，通过产生两个传输零点达到增加二次谐波衰减的目的。其中T枝节的长度为6.6mm，开口环的长度为7mm。频率特性如图5所示，在9.8GHz和13.6GHz处产生两个谐振点，S21分别为-24.5dB和-37dB，展宽了阻带。

　　图4 具有T枝节的开环谐振结构

　　图5 T枝节的开环谐振结构的频响特性

　　由于抑制二、三次谐波的带宽较宽，在CPS平行传输线上开槽，亦可等效为串联的LC电路，通过产生一个传输零点，在不增大体积的前提下，进一步抑制三次谐波。

　　3.3 三阶CPS低通滤波器设计

　　利用上述的开环结构(图2)和复合结构(图4)设计了一个三阶CPS低通滤波器，其结构和等效电路如图6所示。W和S的尺寸即为上述CPS尺寸，L1=5.6mm，L2=3.7mm，L3=3.5mm。

　　图6 三阶CPS低通滤波器

　　通过IE3D软件仿真得到，具有T枝节的三阶CPS低通滤波器的S11、S21频响曲线如图7所示。在5.8GHz、11.6GHz和17.4GHz处，S21分别为-0.095dB、-25.1dB和-13dB，很好的阻止了二次谐波。

　　图7 三阶CPS低通滤波器频率特性

　　为了更好地抑制三次谐波，在W线宽上面开T型槽，其结构与等效电路图如图8所示。其中L4=4.3mm，槽宽为0.4mm。仿真曲线如图9所示，很好地抑制了三次谐波。在基频、二次、三次谐波的S参数列于表1。

　　图8 改进型三阶CPS低通滤波器

　　图9 改进型三阶CPS低通滤波器

　　表1 改进型三阶CPS低通滤波器的频响特性

　　5 结论

　　本文基于CPS基本电路理论，设计了一个工作在5.8GHz频率的三阶CPS低通滤波器，其尺寸为25mm *7.6mm, 通带内的插损最小为-0.08dB, 3dB截止频率为7.7GHz，衰减小于-15dB的绝对带宽为10.3GHz，有效地抑制了二、三次谐波。