宽阻带平面低通滤波器的设计

低通滤波器是通信系统中关键的器件之一,常作为选频器件用来抑制干扰信号和谐波信号,因此低通滤波器阻带带宽成为关键指标.常见的平面低通滤波器采用短截线(分支线)或高低阻抗线结构,这些结构的低通滤波器阻带不够宽,一般在截止频率的2倍频或3倍频处出现寄生通带.本文使用等效的T形节替代低通滤波器中的串联传输线的方式实现了带阻滤波器嵌入到低通滤波器内部,既对低通滤波器的阻带上任意频段出现的寄生通带进行了抑制,又不影响低通滤波器的通带内性能,并给出等效T形节的综合设计公式.此结构综合设计方法严谨简单、易于平面电路实现,制作出来改进的低通滤波器对3倍频寄生通带进行抑制,扩宽了阻带带宽到4个倍频程以上,测试结果:通带带宽0~3GHz,通带插入损耗小于0.5dB,带外抑制3.6~12GHz大于60dB.     

加载倒T形并联枝节的微带低通滤波器设计

针对传统的高低阻抗微带低通滤波器和开路端短截线微带低通滤波器体积较大、过渡带较缓且插入损耗较大的问题,采用高阻抗传输线单元加载并联倒T形枝节方法,构成带阻滤波支路,抑制了寄生通带,减小了滤波器面积。以7阶切比雪夫低通滤波器为例进行了设计和测试。实验结果表明,倒T形并联枝节滤波器截止频率为5.06 GHz,通带内最大插入损耗小于0.95 d B,在5.61~13.6 GHz内阻带抑制超过21 d B,而滤波器的面积比传统的开路端短截线微带低通滤波器减小20%。     

基于开路T型结构的小型化超宽阻带滤波器设计

传统滤波器由于寄生通带的存在,其高频阻带性能较差。随着超宽带雷达系统和超宽带通信系统的发展,小型化宽阻带的滤波器已成为一项紧迫的技术课题。该文论述了一种普适性的基于开路T型结构的小型化超宽阻带滤波器结构,这种滤波器和传统滤波器相比,结构极为紧凑,5倍基频范围内的寄生通带均被抑制,而通带性能保持良好。基于此结构实际制作了一个截止频率为2.9 GHz的低通滤波器,测量得到的通带内平均插入损耗仅0.67 dB,带内平均驻波比为1.33,过渡带陡峭,40 dB矩形系数仅1.096,而所测得的阻带从3.23 GHz到10.30 GHz之内谐波抑制大于36 dB,从10.30 GHz到15 GHz之内谐波抑制大于27 dB;该滤波器的长度仅为传统的同类型滤波器的长度的37.1%,面积大大减小。仿真和测量结果表明该类型滤波器同时满足了小型化和宽阻带的性能需求。     

小型化宽阻带低通滤波器的设计

提出了一种小型化超宽阻带低通滤波器设计方法,该方法对常见的高低阻抗低通滤波器进行结构改进.首先将原来直线连接高阻抗线和低阻抗线变换为90°直角相连接,利用直角拐角的不连续性产生寄生参量对阻带远端由高次谐波产生的寄生通带进行抑制,极大地缩小了低通滤波器的体积.同时将低通滤波器中的部分传输线用与其等效的T形节替代,实现了带阻滤波器嵌入到低通滤波器内部,既对阻带近端由低次谐波产生的寄生通带进行抑制,又不影响低通滤波器的通带内性能.此低通滤波器性能优越,体积比常见的高低阻抗低通滤波器体积小了50％,通带0～2GHz,插入损耗＜0.4dB,超宽阻带(3个倍频程)3～9GHz,抑制＞20dB.     

一种超宽阻带微带低通滤波器的设计

基于传统阶跃阻抗滤波器,提出了一种易于实现的超宽阻带微带低通滤波器改进设计方案。低阻抗线部分采用扇形微带结构,在同等阶数下,该结构的滤波器与传统阶跃阻抗滤波器相比,具有更紧凑的电路结构以及更好的阻带特性。在滤波器末端并联开路短截线,使得阻带增加额外传输陷波点来抑制寄生通带。利用ADS和HFSS仿真软件对滤波器结构进行优化设计,并进行了实物的加工和测试。实测结果表明,通带3 dB 截止频率为2 GHz,通带内0-1.8 GHz 回波损耗大于20 dB,3-20 GHz 频率范围内的阻带抑制能达到25 dB 以上。     

小型化宽阻带抑制LTCC低通滤波器设计

设计了一款基于低温共烧陶瓷(LTCC)工艺的小型化宽阻带抑制低通滤波器,该滤波器的体积仅为3.2mm×1.6mm×1.0mm。设计时为了增强阻带的抑制作用,以具有一个传输零点的低通滤波器为原型,通过合理设置各个元件的外形及位置,有效地利用了结构内部的电磁耦合效应,额外形成了多个传输零点,产生了较好的宽阻带抑制效果。该滤波器截止频率为2.4GHz,通带内最大插入损耗为1dB,在3.8、6.2和7.15GHz处阻带抑制分别达到46、65和52dB。另外,从7.2GHz到12GHz阻带抑制均大于20dB,在电路中利用该滤波器可有效地防止寄生通带的产生,减少其他频段的信号干扰,增强电路的抗干扰能力。     

一种高滚降宽阻带低通微带滤波器

普通的阶梯阻抗低通滤波器滚降系数一般低于80 dB/GHz,阻带抑制小于20 dB,使其应用受到较大限制;文中首先从理论上分析并设计了具有宽阻带优势的阶梯阻抗滤波器,然后引入扇形短截线结构提高滚降系数,设计了一款通带为0~6 GHz 的高滚降宽阻带的微带低通滤波器。利用ADS 和HFSS分别对滤波器进行了建模、仿真和优化;最后采用RO4003 板材加工并对实物进行了测试。测试结果显示,所设计的滤波器3 dB 截止频率为6.02 GHz,滚降系数为123 dB/ GHz,阻带6.24~20 GHz,阻带抑制大于30 dB。     

基于分形缺陷地结构的锐截止宽阻带低通滤波器

为解决传统的微带低通滤波器的宽阻带、窄过渡带和小型化性能不能兼顾的矛盾,本文设计出一种基于Hilbert分形DGS的微带低通滤波器。Hilbert分形DGS单元和半圆型并联枝节谐振单元级联构成该低通滤波器,Hilbert分形DGS单元可减小结构尺寸和通带内的反射损耗,并联谐振单元可有效抑制高次谐波分量。此外,针对DGS单元对微带线特性阻抗的影响,采用渐变微带线进行阻抗补偿,使滤波器的通带与阻带性能获得明显改善。测试结果显示滤波器通带范围为0~5.2GHz时,通带插入损耗0.3dB,阻带范围5.8~20.0GHz以上,面积为23.6mm×9.5mm。     

基于DGS和SIR单元的超宽阻带低通滤波器设计

为了解决传统的微带线低通滤波器尺寸偏大,阻带较窄的问题,采用阶梯阻抗谐振(SIR)单元加载哑铃型缺陷地结构(DGS)单元设计了一个五阶微带低通滤波器,并通过在主传输线两侧添加并联开路枝节,以补偿DGS微带线的特性阻抗。测试结果表明:该滤波器结构尺寸21.6mm×8mm,3dB截止频率4GHz,通带内平均驻波比小于1.5,阻带范围5GHz～35GHz。实现了滤波器结构尺寸的减小和超宽阻带。     

小型化超宽阻带共面波导低通滤波器设计

为了解决传统CPW低通滤波器尺寸偏大、阻带较窄和插入损耗偏大的问题,采用 /4阶梯阻抗谐振单元（SIR）加载半圆形并联枝节（SISS）和缺陷地结构（DGS）单元的紧凑型结构设计了一个5阶CPW低通滤波器,分析了各单元结构参数对阻带性能的影响,引入微带线补偿方法对共面波导中心导体线特性阻抗进行局部补偿,改善了阻抗匹配性能,进一步降低了通带内的回波损耗和插入损耗。测试结果表明：该滤波器结构尺寸25mm×18mm,3dB截止频率3.5GHz,阻带范围3.8～17GHz。实现了CPW低通滤波器的低插入损耗、超宽阻带和小型化。