毫米波带通滤波器的一种改进设计方法

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1、电磁场与微波毫米波带通滤波器的一种改进设计方法贾建科(陕西理工学院物理与电信工程学院，陕西汉中723003)摘要针对毫米波平行耦合微带线带通滤波器的设计中滤波器中心频率偏移的问题，提出了一种利用经验设计公式和软件优化相结合的设计方法。理论分析了平行耦合微带线边缘场效应对微带带通滤波器中心频率偏移的影响，并通过经验公式对理论计算出的微带线长度进行了修正。设计了一种毫米波平行耦合微带线带通滤波器，其中心工作频率为37GHz，带宽为2GHz，带内最大衰减小于2dB，带外30GHz和42GHz处最小衰减3

2、5dB，带外衰减下降快。仿真和测试结果表明，该改进方法能改善中心频率偏移问题，使优化设计尽快达到设计指标要求。关键词毫米波；微带带通滤波器；中心频率偏移中图分类号TN301文献标识码A文章编号1003—3106(2014)02-0050-03AnImprovedDesignMethodofMillimeterWaveBandpassFilterJIAJian．ke(SchoolofPhysicsandTelecommunicationEngineering，ShaanxiUniversityofT

3、echnology，HanzhongShaanxi723003，China)AbstractAimingatcenterfrequencyoffsetinmillimeterwaveparallelcoupledmicrostripband—passfilterdesign，thispaperproposesadesignmethodbycombiningempiricaldesignformulasandsoftwareoptimization．First，ittheoreticallyanal

4、yzestheimpactofparallelcoupledmicrostriplineedgefieldeffectonmicrostripband—passfiltercenterfrequencyofset，andmodifiesthelengthofthemicrostriplinecalculatedbytheempiricalformula．Thispaperdesignsamillimeterwaveparallelcoupledmicrostripband—passfilterwi

5、thcenteroperatingfrequencyof37GHz，thebandwidthof2GHz，inbandattenuationoflessthan2dB，minimumattenuation35dB(outbandattenuationdeclinefaster)atoutband30GHzand42GHz．Thesimulationandmeasurementresultsshowthattheimprovedmethodcanimprovethecenterfrequencyof

6、fset，andmaketheoptimizeddesigntoachievethedesignrequirementsassoonaspossible．Keywordsmillimeterwave；microstripband-passfilter；centerfrequencyoffset0引言1边缘场效应对中心频率偏移的影响在毫米波平行耦合微带线带通滤波器的设计由于微带线开路的终端效应问题，微带线开路中，由于耦合微带线开路端的电容效应，导致滤波器的终端处的场将发生畸变，使该区域比微带线其余中

7、心工作频率偏移¨。在工作频率低于毫米波段部分聚积更多的电荷，并有与过剩电荷相关的电流时，可利用仿真软件ADS的优化功能解决该问题，流动和可察觉的能量辐射损耗，因此终端效应可等文献[4]中都有论述，但在毫米波滤波器设计中发效为并联一等效电容C，，或者相当于微带线延长了现，仅利用软件的优化功能设计，虽然中心频率偏移△z，为了消除边缘等效电容的影响，可以缩短微带问题得到了改善，但带内损耗增大，带外下降不陡线的长度。峭，很难达到设计指标要求。这是由于优化需要耗要用传输线等效耦合微带线开路端的等效电费比较长

8、的时间，且要求使用较好的初值，否则不易容，根据传输线理论可得：达到设计指标要求。本文针对平行耦合微带线终端1XatjZocot(fl△f)J——Cr。()c'o开路效应，借助经验公式计算等效传输线的长度，在设计中减去该长度，消除了耦合微带线开路端等效求解式(1)得：vwCrZo)电容效应的影响，使毫米波平行耦合微带线带通滤,arccot(A／：——。(2)c(t’波器的中心频率达到了设计要求。利用ADS仿真式中，为电磁波的相速。由于耦合微带线滤波器软件对设计结果进行了进一步优化仿真