看MMR如何幫助UWB帶通濾波器優(yōu)化性能

　　圖3：這些圖給出了MMR濾波器（a）在固定d=0.3mm、W＝1.2mm和改變L的弱耦合條件下仿真得到的S21幅度、（b）在固定d=0.13mm、L=13.6mm和改變W的弱耦合條件下仿真得到的S21幅度、（c）在固定L=13.6mm、W=1.2mm和改變d的弱耦合條件下仿真得到的S21幅度。

　　在對(duì)某些方面的輕度調(diào)整確定后，就可以開始對(duì)UWB MMR帶通濾波器進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真和測(cè)量。圖4給出了所建議的UWB濾波器的頂部和底部視圖。在設(shè)計(jì)中使用商用HFSS 11.0軟件進(jìn)行了仿真和優(yōu)化。該UWB濾波器制造所用的基板的介電常數(shù)為2.2，厚度為0.787mm。濾波器性能采用安杰倫公司提供的型號(hào)為N5230A的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA）進(jìn)行測(cè)量。

　　圖4：這兩張圖顯示了基于MMR的UWB帶通濾波器的頂部（a）和底部（b）。

　　圖5對(duì)預(yù)測(cè)和測(cè)量的S21（插損）和S11（反射損耗）幅度的頻率響應(yīng)以及群延遲進(jìn)行了比較。預(yù)測(cè)的S參數(shù)證實(shí)，新設(shè)計(jì)的UWB濾波器在包括UWB通帶在內(nèi)的寬范圍頻率內(nèi)（3.9-10.7 GHz）具有較高的反射損耗（≥11dB）和較低的插入損耗（＜0.8dB＝。測(cè)量結(jié)果也表明了良好的反射損耗（≥10dB）和較低的插入損耗（≥1.5dB），其中包括濾波器中使用的SMA連接器損耗。測(cè)量得到的群延遲在0.15ns和0.45nm之間變化，最大變化量是0.3ns，這些數(shù)據(jù)表明建議的UWB濾波器具有良好的線性度。在通過14GHz的上截止頻帶中的衰耗≥20dB。

　　圖5：這些圖對(duì)UWB帶通濾波器的（a）S21與S11以及（b）群時(shí)延的測(cè)量和仿真性能進(jìn)行了比較。

　　總之，我們成功地采用具有雙平行耦合線和矩形槽的均勻MMR實(shí)現(xiàn)了UWB微帶帶通濾波器設(shè)計(jì)。通過正確調(diào)整矩形槽的長(zhǎng)度（L）、寬度（W）和位置（d），可以重新分配三個(gè)諧振頻率，從而使UWB濾波器取得更好的通帶性能，包括＜1.5dB的插入損耗和≥10dB的反射損耗，以及小于0.3ns的群延遲變化。測(cè)量得到的性能指標(biāo)與仿真結(jié)果非常接近。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　2. L. Zhu and S. Sun， “Ultra-Wideband （UWB） Bandpass Filters Using Multiple-Mode Resonator，” IEEE Microwave and Wireless Components Letters， Vol. 15， No. 11， November 2005， pp. 796-798.

　　3. S. W. Wong and L. Zhu， “Miniaturization of Triple-Mode UWB Bandpass Filters with Extended Upper-Stopband，” 2008 IEEE MTT-S International Microwave Workshop Series （IMWS） on Art of Miniaturizing RF and Microwave Passive Components， December 2008， pp. 102-105.

　　4. S. Sun and L. Zhu， “Multiple-Resonator-Based Bandpass Filters，” IEEE Microwave Magazine， Vol. 10， No.2， April 2009， pp. 88-98.

　　作者：W.CHENG， X.H.WANG， Y.TUO， Y.F.BAI， X.W.SHI