小型化寬阻帶微帶帶通濾波器的設(shè)計方案

圖5 為該濾波器的仿真結(jié)果。從仿真結(jié)果可以看到在3.95~13.27 GHz的阻帶內(nèi)，其抑制在-20 dB以下。

其在高端產(chǎn)生了2個傳輸零點TZ1和TZ2，其頻率分別為3.99 GHz 和4.55 GHz，其衰減分別為-53.83 dB和-61.25 dB.從圖5中可以看到寄生通帶的中心頻率為13.98 GHz，使其諧波抑制達到3.92倍頻，可以看到其寬阻帶抑制的特性。

圖6為加工實物圖，可以看到其尺寸相對于傳統(tǒng)的濾波器小了很多，說明了此結(jié)構(gòu)具有小型化的優(yōu)點。濾波器的最終設(shè)計尺寸（除了饋線外）僅為12.2 mm×11.5 mm，即0.21λg × 0.2λg，λg 是在中心頻率處的波導(dǎo)波長。

由表2可知，本文所提的小型化寬阻帶濾波器的各項性能大大優(yōu)于已有文獻結(jié)果。文獻［7］是基于接地開口環(huán)的微帶濾波器。

是微帶發(fā)夾型SIR 濾波器，與它們相比，本文提出的濾波器的面積最大減小了63.5%，由此可見，此濾波器具有小型化寬阻帶的特性。

使用的測試儀器為Agilent 公司的E5071C 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，在常溫條件下對該濾波器進行測試，實際測量結(jié)果與仿真結(jié)果吻合較好，如圖7 所示。從實測結(jié)果來看，中心頻率為3.63 GHz，帶內(nèi)最小插入損耗為1.01 dB，帶內(nèi)反射優(yōu)于17.25 dB.在高端有2個傳輸零點TZ1和TZ2，其衰減分別為-33.12 dB和-52.87 dB.從圖7中可以看到，在4.106~13.1 GHz內(nèi)，其抑制達22.45 dB以上，這說明此濾波器具有很寬的阻帶抑制特性。

從仿真與實測對比可以看出，仿真與實測穩(wěn)合較好，具有較好的一致性。只是中心頻率稍微有點偏移，且?guī)捝晕⒆儗捔艘稽c，造成這樣誤差的主要原因可能是 由于制作工藝上的偏差，由于此結(jié)構(gòu)中最小的間距是0.1 mm，通常要求的最小間距是0.2 mm;還有板材的不均勻性、不一致性，以及各種損耗，包括SMA接頭損耗、介質(zhì)基板銅箔的導(dǎo)體損耗、介質(zhì)損耗和輻射損耗等，這些因素都會對實測結(jié)果造成相 應(yīng)的影響。

3 結(jié)論

本文提出了一種小型化寬阻帶特性的濾波器的設(shè)計方案。該方案設(shè)計了一個中心頻率為3 550 MHz，相對帶寬為10%，高端抑制有2 個傳輸零點的濾波器，使阻帶抑制在3.95~13.27 GHz小于-20 dB，使寄生通帶在中心頻率的3.92倍處。濾波器的最終設(shè)計尺寸僅為0.21λg × 0.2λg，相比于其他發(fā)夾型SIR 濾波器，此濾波器的體積減小了63.5%.仿真結(jié)果和實測結(jié)果都都達到了較好的一致性，并且具有很寬的阻帶，較低的插入損耗，呈現(xiàn)出很好的選擇性和寬阻帶 特性，且結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)，顯示了很好的優(yōu)越性。因此本方案具有實際的應(yīng)用價值。