在《用ADS设计LC带通滤波器》中，我详细介绍了如何以“纯工程应用”（不需要滤波器设计的相关理论知识）的方法来快速设计LC滤波器。但用电容和电感搭建起来的LC滤波器的工作频率通常较低（几百兆赫兹），在我们的某项目中，需要用到一个中心频率为6.5GHz，带宽为3%的窄带滤波器。在网上查看了许多公司的产品信息，没有找到现成的满足相关指标的滤波器，于是打算（也是被要求）自己设计一个。

波导滤波器以其优良的性能而被广泛采用，但缺点是体积大、成本高，且不利于系统集成。结合项目实际需求，我决定设计微带结构的滤波器。没有滤波器的设计背景，不懂相关理论，于是到图书馆查阅了大量“经典的”、“古老的”、“发黄的”微带滤波器方面的书籍，然后被告知，传统的结构（如：平行耦合微带线滤波器，发夹滤波器等）难于或不能较好地实现我的要求（也许我的认识有误，欢迎指正，不胜感激）。于是我又泛读了上百篇IEEE有关窄带滤波器的最新文章，从中选出了十余篇精读，最后锁定了一种叫做DBR的结构。选择这种结构原因很简单，因为工程设计需要满足两个目标：第一就是要满足技术指标要求；第二就是要用最低的成本（包括经济成本和时间成本等）来实现第一个目标。而DBR结构正好满足我的需求，当然，它并不能满足所有的需求（比如你的;)）。

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什么是DBR
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"DBR"全称"dual-behavior resonator"或"dual behavior resonators"，它来自于法国Brest大学LEST教研室，至今该教研室在IEEE上发表了关于DBR滤波器的文章20余篇。我很想知道DBR的中文名叫什么，不过不幸的是，我没有找到任何关于DBR滤波器的中文文章（当然，也许仅仅只是我没有找到，并不代表它不存在）。没有找到可参考的中文名，那么，不好意思，我就给它取名了，直译过来就叫做“双行为谐振器”吧。

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理论摘要
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双行为谐振器，由两个等效输入阻抗分别为ZS1和ZS2的带阻结构并联而成，如图1所示。由初中物理知识可知，它们的并联总阻抗为：

Z = ZS1*ZS2/(ZS1+ZS2)

图1 DBR结构

显然，当ZS1＝0或ZS2＝0时，Z＝0；当ZS1＝-ZS2时，Z＝∞。实际应用中，常用1/4波长开路短截线作为DBR的带阻结构，1/4波长开路短截线构成的DBR电路如图2所示。

图2 DBR 1/4波长开路短截线模型

由基本传输线理论可知，开路传输线输入阻抗与频率的函数关系为：

图3 开路传输线输入阻抗与频率的关系

两段开路传输线输入阻抗与频率的关系曲线如图3所示。从图中可见，在fL处，ZS2＝0；在fH处，ZS1＝0；在fL与fH之间存在一点 ，满足ZS1＝-ZS2。因此很容易理解，单个DBR具有带通特性，如图4所示，并且能够独立控制以下三个参数：（1）一个极点，位于通带内，（2）一个传输零点，位于高端阻带，（3）一个传输零点，位于低端阻带

图4 DBR的带通特性

根据滤波器理论，带通滤波器由串联谐振回路和并联谐振回路为基本单元交替级联而成。但在微带线带通滤波器实现时，难于将谐振元件交替地串联和并联在传输线上。因此，在电路中常引入倒置器进行串联-并联转换，将所有的谐振器简化为一种连接方式（串联或并联）。DBR滤波器简单地用四分之一波长线充当该倒置器。

详细的理论知识在此不再重复，请查阅参考文献。

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项目设计
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我们采用Er=3.55，TanD=0.0027，H=32mil，T=35um的RO4003基片设计了一个C波段四价DBR基窄带滤波器。设计软件为ADS2005A。

技术指标
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中心频率：6.5GHz
相对带宽：3%
带内插损：≤3dB
带外抑制：≥35dB @ 6.5GHz±500MHz
带内波动：≤1dB
回波损耗：≥10dB

设计结果
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滤波器电路原理图如图5所示：

图5 四阶DBR基滤波器电路原理图

滤波器实物图如图6所示：

图6 滤波器实物图

滤波器仿真与实测结果如图7所示，其中虚线为ADS2005A Momentum仿真结果，实线为Agilent矢网实测结果。

图7 四阶DBR基滤波器仿真性能与实测结果

实测数据
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中心频率：6.5GHz
相对带宽：3%
带内插损：2.826dB to 3.608dB（包含两个SMA接头插损）
带外抑制：43.7dB @ 6.5GHz-500MHz, 35.8dB @ 6.5GHz +500MHz
带内波动：0.78dB
回波损耗：10.7dB

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参考文献
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[1] C. Quendo, E. Rius, and C. Person, “Narrow bandpass filters using dual behavior resonators,” IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 51, pp. 734–743, Mar. 2003.
[2] C. Quendo, E. Rius, C. Person, “Narrow bandpass filters using dual behavior resonators (DBRs)based on stepped-impedance stubs and different-length stubs”, IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 52, no. 3, pp. 1034–1044, Mar. 2004.

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