扇形短截线结构的椭圆微带低通滤波器设计_邓世雄

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1、电子测量技术第３５卷第８期研究与设计ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１２年８月扇形短截线结构的椭圆微带低通滤波器设计邓世雄陈星李德治（北京航空航天大学电子信息工程学院北京１００１９１）摘要：传统微带滤波器采用开路短截线形式，结构简单，易于设计，但是阻带衰减不够大，寄生通带抑制不充分，而且结构不紧凑。为了克服这些缺点，介绍了扇形短截线等效为电容和高阻抗微带线等效为电感的微带滤波器设计方法。并按此方法设计制作了１ＧＨｚ椭圆微带低通滤波器。经过测试，该滤波器插入损耗小于１．５ｄＢ，阻带衰减

2、６０ｄＢ，阻带宽度超过通带３倍频以上，满足设计需求。结果表明，采用扇形短截线结构设计的微带滤波器，在物理尺度和滤波性能上比传统直短截线结构的微带滤波器更具优势。关键词：微带滤波器；扇形短截线；椭圆低通中图分类号：ＴＮ９１４文献标识码：ＡＤｅｓｉｇｎｏｆｅｌｌｉｐｔｉｃｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐｌｏｗｐａｓｓｆｉｌｔｅｒｕｓｉｎｇｒａｄｉａｌｌｉｎｅｓｔｕｂｓＤｅｎｇＳｈｉｘｉｏｎｇＣｈｅｎＸｉｎｇＬｉＤｅｚｈｉ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＢｅｉｈａｎｇＵｎｉｖｅ

3、ｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９１）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｐｅｎ－ｅｎｄｅｄｓｈｕｎｔｓｔｕｂｓａｐｐｌｉｅｄ，ｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐｆｉｌｔｅｒｉｓｅａｓｙｔｏｄｅｓｉｇｎｗｉｔｈｓｉｍｐｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｂｕｔｕｓｅｄｗｉｔｈｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｎｏｔｈｅａｖｙｅｎｏｕｇｈｓｔｏｐｂａｎｄａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ，ｎｏｔｅｆｆｅｃｔｉｖｅｓｐｕｒｉｏｕｓｒｅｓｐｏｎｓｅｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎａｎｄｉｎｃｏｍｐａｃｔｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｔｏｏｖｅｒｃｏｍ

4、ｅｔｈｅｓｅｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ，ａｎｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｍｅｔｈｏｄｗａｓａｄｏｐｔｅｄｒｅｇａｒｄｉｎｇｒａｄｉａｌｌｉｎｅｓｔｕｂａｓｃａｐａｃｉｔｏｒａｎｄｈｉｇｈｉｍｐｅｄａｎｃｅｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐｌｉｎｅａｓｉｎｄｕｃｔｏｒ．Ａ１ＧＨｚｅｌｌｉｐｔｉｃｌｏｗｐａｓｓｆｉｌｔｅｒｗａｓｔｈｅｎｄｅｓｃｒｉｂｅｄｔｈａｔｕｓｅｄｔｈｉｓ．Ｍｅａｓｕｒｅｄｗｉｔｈｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，ｔｈｅｆｉｌｔｅｒｍｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅｉｎｓｅｒｔｉｏｎｌｏｓｓｗａｓｌｅｓｓｔｈａｎ１．

5、５ｄＢ，ｔｈｅｓｔｏｐｂａｎｄａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎｒｅａｃｈｅｄ６０ｄＢａｎｄｔｈｅｓｔｏｐｂａｎｄｅｘｔｅｎｄｅｄｔｏｔｈｉｒｄｈａｒｍｏｎｉｃ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐｆｉｌｔｅｒｕｓｉｎｇｒａｄｉａｌｌｉｎｅｓｔｕｂｓｈａｓｍｏｒｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｔｈａｎｔｈａｔｕｓｉｎｇｏｐｅｎ－ｅｎｄｅｄｓｈｕｎｔｓｔｕｂｓｉｎｐｈｙｓｉｃａｌｓｉｚｅａｎｄｆｉｌｔｅｒｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐｆｉｌｔｅｒ；ｒａｄｉａｌｌｉｎｅｓｔｕｂ；ｅｌｌ

6、ｉｐｔｉｃｌｏｗｐａｓｓ理类似的扇形短截线设计低通滤波器，在降低电路尺寸的０引言同时，提高了滤波器的性能。滤波器是现代通信电子系统中必不可少的部件之一，本文通过对扇形短截线和高阻抗微带线进行分析，分滤波器的优劣将会直接影响到系统的性能。依据工艺实现别将其等效为电容和电感。依据椭圆低通滤波器模型，设形式的不同，滤波器可以分为集总滤波器、声表面波滤波计并制作出了１款阻带［７］衰减６０ｄＢ，阻带宽度超过通带３器、微带滤波器等［１］。在微波频段的滤波器很难采用集总倍频以上，插入损耗小于１．５ｄＢ的椭圆微带低通滤波器。元件实现

7、，这是由于工作波长与滤波器原件的物理尺寸相近，从而造成了多方面的损耗并使电路性能严重恶化［２－３］。１电感和电容的等效微带滤波器以其优良的性能，广泛应用于微波电路中。椭圆滤波器具有滚降快，阻带衰减大的优点。在设计传统微带低通滤波器采用开路短截线作为分支线，这滤波器时，最简单的方法就是用扇形短截线替换旁路电容，种结构原理简单、易于设计，但由于传统直短截线采用用高阻抗的传输短路线替换串行电感。Ｒｉｃｈａｒｄ变换，尺寸与波长严格相关，频率较低时，尺寸过１．１扇形短截线的电容等效大，应用极不方便；而且，开路短截线滤波器主要应

8、用于窄扇形短截线在微波电路中应用十分广泛，如椭圆滤波带信号，宽带抑制特性较差，过渡带不够陡峭［４］。运用分型器、偏置电路、混频器等等。扇形短截线具有特性阻抗低的技术设计高阻抗低通滤波器取得一定效果，但是方法复杂，特点，高频时，这种相对较低的特性阻抗等效于缩小了工作加工精度要求较高［５］。本文利用与缺陷地［６－７］型滤波器原本文于２０１２年５月收