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基于微帶線接及DGS耦合的諧振器及帶通濾波器設(shè)

作者: 時(shí)間:2012-02-19 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
Smith的傳輸矩陣法,可進(jìn)一步利用S參數(shù)得到色散曲線的公式:

  

基于微帶線接及DGS耦合的諧振器及帶通濾波器設(shè)

  其中,p為單元長(zhǎng)度,N為級(jí)連的單元個(gè)數(shù),通過(guò)IE3D軟件對(duì)圖2所示的結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真,再利用公式,所得到的色散曲線如圖5所示。

  

基于微帶線接及DGS耦合的諧振器及帶通濾波器設(shè)

  通過(guò)圖5可見(jiàn),在5.7~6.1 GHz之間會(huì)出現(xiàn)一個(gè)禁帶,其他頻段則為通帶。另外,對(duì)圖2所示的結(jié)構(gòu),在微帶線與結(jié)構(gòu)單元之間開(kāi)一條寬度為0.2 mm的縫隙,便可以得到基于該傳輸線的,該結(jié)構(gòu)下的S參數(shù)仿真結(jié)果如圖6所示。

  

基于微帶線接及DGS耦合的諧振器及帶通濾波器設(shè)

  由該傳輸特性曲線可以看到,在中心諧振頻率6.1 GHz處,其插入損耗約為-1dB,回波損耗為-32dB,可見(jiàn)其諧振特性良好。將此與傳輸線的色散曲線相比較,可在f=6.1 GHz附近出現(xiàn),繼續(xù)增加單元數(shù)目,諧振頻率將增加,當(dāng)N=3時(shí),其傳輸特性如圖7所示。

  

基于微帶線接及DGS耦合的諧振器及帶通濾波器設(shè)

  由圖7可以看到,在附近,,f1=6.7 GHz,對(duì)應(yīng)于圖5所示的色散曲線,當(dāng)級(jí)連單元數(shù)N=3,βp/π=0.33時(shí),Nβp/π=1所對(duì)應(yīng)的頻率即為一階諧振頻率,其頻率約為6.7 GHz(見(jiàn)圖5),該結(jié)果與仿真結(jié)果一致。對(duì)于一單元諧振器,通過(guò)改變短路短截線的長(zhǎng)度L,可以改變諧振器的中心諧振頻率。圖8所示是其諧振頻率隨L的變化曲線。

  

基于微帶線接及DGS耦合的諧振器及帶通濾波器設(shè)

  在單元長(zhǎng)度為4.4 mm的情況下,諧振器的諧振頻率可以達(dá)到2.5 GHz,在相同介質(zhì)的條件下,其波導(dǎo)波長(zhǎng)為46.8 mm,諧振器單元長(zhǎng)度約為1/11波長(zhǎng),比傳統(tǒng)半波長(zhǎng)或l/4波長(zhǎng)的諧振器尺寸有很大減小。

  2 的設(shè)計(jì)

  根據(jù)上面所設(shè)計(jì)的傳輸線單元結(jié)構(gòu),再通過(guò)簡(jiǎn)單的級(jí)聯(lián)方式,即可制作。其級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)如圖9所示。圖10所示是該結(jié)構(gòu)下三單元濾波器的S參數(shù)曲線。

  

基于微帶線接及DGS耦合的諧振器及帶通濾波器設(shè)

  由該傳輸特性曲線可以看到,在中心諧振頻率為3.5 GHz處,其插入損耗約為-1 dB,回波損耗為-20 dB,而且其截止特性陡峭,通帶內(nèi)有較好的衰減特性。此外,通過(guò)改變短路短截線和級(jí)連微帶線的長(zhǎng)度和寬度,還可以改變其中心諧振頻率和帶寬。

  3 結(jié)束語(yǔ)

  本文所設(shè)計(jì)的傳輸線結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單,核心結(jié)構(gòu)體積小,加工精度要求低,而且加工簡(jiǎn)單,易于實(shí)現(xiàn)。其諧振器結(jié)構(gòu)緊湊,長(zhǎng)度比傳統(tǒng)諧振器有很大減小,通過(guò)簡(jiǎn)單的級(jí)聯(lián),所設(shè)計(jì)的濾波器性能良好。


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