2GHz-4GHz梳型超寬帶濾波器設(shè)計(jì)

作者：時(shí)間：2014-06-27 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/259391.htm

1 引言

由于超寬帶通信和雷達(dá)的應(yīng)用多種多樣，所以超寬帶濾波器的設(shè)計(jì)方法也相當(dāng)多樣。許多學(xué)者研究了多種微帶結(jié)構(gòu)的超寬帶濾波器。雖然微帶濾波器的尺寸很小，并且很容易和其他表面裝配器件集成，但是其插損往往都非常大。插損值一般都大于5dB 。微帶濾波器還有一個(gè)問(wèn)題就是其帶外抑制往往都不太好。在本文中，我們給出了一種通帶為2GHz到4GHz，阻帶抑制達(dá)到11.23GHz的梳型超寬帶濾波器設(shè)計(jì)方法。

2 濾波器設(shè)計(jì)

圖1為11級(jí)梳型濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。方波導(dǎo)的寬度為a，高度為b，其中有11個(gè)方柱，每個(gè)方柱具有相同的寬度w。柱子的高度和相鄰柱子的間距的定義如圖1所示。輸入和輸出采用SMA接頭。SMA內(nèi)導(dǎo)體端接的小圓盤直徑和高度分別定義為和。

圖1 梳型濾波器結(jié)構(gòu)圖

采用文[7]中第8章所給出的寬帶梳型濾波器的設(shè)計(jì)公式，可以得到濾波器的初始設(shè)計(jì)參數(shù)值。在本設(shè)計(jì)中，我們采用11級(jí)和0.1分貝波紋的設(shè)計(jì)指標(biāo)。表1里面的“初始值”一欄給出了各個(gè)參數(shù)的計(jì)算結(jié)果。

使用CST模擬軟件，代入結(jié)構(gòu)的初始值仿真可以得到圖2的仿真曲線。我們可以看到通帶的高端邊緣頻率比設(shè)計(jì)低了一些，而且回波損耗也不好。這是由于此濾波器具有67%的相對(duì)帶寬，對(duì)于我們所使用的計(jì)算公式來(lái)說(shuō)稍微寬了一些。

表1 超寬帶濾波器各參數(shù)的初始計(jì)算值和最終優(yōu)化值

參數(shù)	初始值(mm)	優(yōu)化值（mm）	參數(shù)描述
a	37	37	腔體寬度
b	14	12	腔體高度
w	12	12	柱子寬度
t	7	7	柱子厚度
din	1.3	1.3	同軸內(nèi)導(dǎo)體直徑
dout	4.1	4.1	同軸外導(dǎo)體直徑
dd	5.2	5.2	圓盤直徑
hd	6	6	圓盤厚度
cp	0.5	0.5	圓盤與腔底間距
h1	12.5	10.59	柱子1高度
h2	12.5	10.53	柱子2高度
h3	12.5	10.47	柱子3高度
h4	12.5	10.43	柱子4高度
h5	12.5	10.42	柱子5高度
h6	12.5	10.43	柱子6高度
l1	3.885	6.56	柱子1，2間距
l2	6.29	7.58	柱子2，3間距
l3	6.475	8.04	柱子3，4間距
l4	6.66	8.25	柱子4，5間距
l5	6.845	8.28	柱子5，6間距