普通的階梯阻抗低通濾波器滾降系數(shù)一般低于80 dB/GHz,阻帶抑制小于20 dB,使其應(yīng)用受到較大限制;文中首先從理論上分析并設(shè)計(jì)了具有寬阻帶優(yōu)勢(shì)的階梯阻抗濾波器,然后引入扇形短截線結(jié)構(gòu)提高滾降系數(shù),設(shè)計(jì)了一款通帶為0～6 GHz的高滾降寬阻帶的微帶低通濾波器。利用ADS和HFSS分別對(duì)濾波器進(jìn)行了建模、仿真和優(yōu)化;最后采用RO4003板材加工并對(duì)實(shí)物進(jìn)行了測(cè)試。測(cè)試結(jié)果顯示,所設(shè)計(jì)的濾波器3 dB截止頻率為6.02 GHz,滾降系數(shù)為123 dB/GHz,阻帶6.24～20 GHz,阻帶抑制大于30 dB。

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圖1所提出的階梯阻抗低通濾波器電路結(jié)構(gòu)

本文提出的階梯阻抗低通濾波器電路結(jié)構(gòu)如圖1所示。該電路結(jié)構(gòu)沿中心軸左右對(duì)稱,電路的主體為階梯阻抗低通濾波器,它具有較寬的阻帶,可以很好地濾除高次諧波。但是,其不足之處是滾降系數(shù)較低,難以滿足應(yīng)用需求。為了有效解決這一問題,本文在階梯阻抗低通濾波器的基礎(chǔ)上進(jìn)一步引入扇形短截線結(jié)構(gòu),....

圖2階梯阻抗低通濾波器電路原理圖

圖2為階梯阻抗低通濾波器電路原理圖,該電路由4個(gè)串聯(lián)電感和5個(gè)并聯(lián)電容組成。由于電容和電感的寄生參數(shù)效應(yīng)導(dǎo)致只能在有限的頻率范圍內(nèi)使用,在微波頻率下實(shí)現(xiàn)是困難的,需要將集總參數(shù)元件轉(zhuǎn)化為分布參數(shù)。根據(jù)短傳輸線近似等效原理可知,一段短的高阻抗傳輸線可以等效為一個(gè)電感,一段短的低阻抗....

圖4階梯阻抗濾波器S參數(shù)仿真結(jié)果

β=αmax-αminfs-fc?????????(6)1.2扇形短截線理論分析

圖6n個(gè)扇形短截線級(jí)聯(lián)的等效電路原理圖

圖6為n個(gè)扇形短截線級(jí)聯(lián)等效電路圖,為了確保電路的一致性,每個(gè)扇形短截線兩端為相同阻抗的微帶線,通過增加短截線的數(shù)目,可以提高阻帶抑制和滾降系數(shù)。圖7為并聯(lián)1～3個(gè)扇形枝節(jié)的仿真結(jié)果,加載一個(gè)、兩個(gè)和三個(gè)短截線時(shí),對(duì)應(yīng)的滾降系數(shù)分別為30dB/GHz、50dB/GHz和120....

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