具有寬雜波抑制特性的U型DGS低通濾波器

　　1 引言

　　眾所周知, DGS是一種典型的EBG結構,這種結構可以通過(guò)一個(gè)或者多個(gè)單元結構在某些頻率段產(chǎn)生能帶隙特性。由于DGS具有本征的諧振和帶阻特性, 它被廣泛應用于濾波器的電路設計中來(lái)改善通帶和阻帶的特性。此外, 應用接地板上的蝕刻縫隙結構,可以有選擇地產(chǎn)生阻帶特性。選擇合適的縫隙尺寸, 可以很容易地控制隔離度和阻帶寬度。通常, 由開(kāi)路線(xiàn)或者扇形線(xiàn)構成的濾波器結構能夠在阻帶提供一個(gè)傳輸零點(diǎn)并且具有良好的阻帶特性?；谶@些考慮，為了獲得具有寬阻帶特性的DGS低通濾波器，本文設計了一種由三個(gè)U型槽緊密耦合的新型DGS低通濾波器, 并且采用開(kāi)路線(xiàn)和扇形支節來(lái)增加傳輸零點(diǎn)。實(shí)際樣品測得的阻帶相對帶寬為105% (雜波抑制大于25dB)，表明該結構具有很好的諧波抑制能力，通帶內的回波損耗小于0.25dB，與仿真結果吻合很好。

　　2 U-型DGS低通濾波器的設計與分析

　　2.1 U-型DGS低通濾波器的設計

　　圖1(a)所示為U-型DGS低通濾波器的結構圖。上層結構由一個(gè)含有開(kāi)路線(xiàn)和扇形線(xiàn)50-Ω的微帶線(xiàn)組成，在介質(zhì)板的底層蝕刻出一對緊耦合對稱(chēng)的單元，每個(gè)單元由3個(gè)U-型槽結構構成。

　　圖1(b)為低通濾波器的上層結構。由開(kāi)路線(xiàn)的結構特性，可以根據開(kāi)路線(xiàn)的長(cháng)度把傳輸零點(diǎn)調節到所需要的頻率點(diǎn);帶內的阻抗匹配可以通過(guò)調節扇形線(xiàn)的尺寸來(lái)實(shí)現，尺寸參數包括它的半徑、角度和圓心位置。不僅如此，阻帶特性也可以通過(guò)改變扇形線(xiàn)尺寸來(lái)進(jìn)行調節。為了實(shí)現低于良好的阻帶諧波抑制特性，經(jīng)過(guò)計算分析和優(yōu)化設計，選取開(kāi)路線(xiàn)的長(cháng)度L2 = 7mm，此時(shí)的傳輸線(xiàn)零點(diǎn)位置正好在7.2GHz處。

　　圖1(c)為蝕刻在介質(zhì)板底端的兩個(gè)U-型DGS結構單元，每個(gè)單元都由三個(gè)U-型槽構成，它們具有相同的寬度和間隔，但長(cháng)度不同。值得指出的是，這種相同寬度和間隔的槽型結構具有設計和調節方便的特點(diǎn)，可以很方便地應用于其他結構的設計之中。

　　(a)

　　(b)

　　(c)

　　圖1 (a) U-型DGS低通濾波器結構圖; (b) 低通濾波器結構頂視圖; (c) 低通濾波器底面結構