一種新型的寬阻帶共面帶狀線低通濾波器

　　3.2 具有T枝節(jié)的CPS開環(huán)諧振器

　　為了增強阻帶的深度和寬度，在以上開環(huán)諧振器上加一對半波長T型諧振器，其結(jié)構(gòu)與等效電路如圖4所示。半波長T枝節(jié)等效為電感L’p，T枝節(jié)與傳輸線之間縫隙g3等效為耦合電容C’p。那么T型開路結(jié)構(gòu)和開路環(huán)等效為兩個串聯(lián)的LC諧振電路，通過產(chǎn)生兩個傳輸零點達到增加二次諧波衰減的目的。其中T枝節(jié)的長度為6.6mm，開口環(huán)的長度為7mm。頻率特性如圖5所示，在9.8GHz和13.6GHz處產(chǎn)生兩個諧振點，S21分別為-24.5dB和-37dB，展寬了阻帶。

　　圖4 具有T枝節(jié)的開環(huán)諧振結(jié)構(gòu)

　　圖5 T枝節(jié)的開環(huán)諧振結(jié)構(gòu)的頻響特性

　　由于抑制二、三次諧波的帶寬較寬，在CPS平行傳輸線上開槽，亦可等效為串聯(lián)的LC電路，通過產(chǎn)生一個傳輸零點，在不增大體積的前提下，進一步抑制三次諧波。

　　3.3 三階CPS低通濾波器設計

　　利用上述的開環(huán)結(jié)構(gòu)(圖2)和復合結(jié)構(gòu)(圖4)設計了一個三階CPS低通濾波器，其結(jié)構(gòu)和等效電路如圖6所示。W和S的尺寸即為上述CPS尺寸，L1=5.6mm，L2=3.7mm，L3=3.5mm。

　　圖6 三階CPS低通濾波器

　　通過IE3D軟件仿真得到，具有T枝節(jié)的三階CPS低通濾波器的S11、S21頻響曲線如圖7所示。在5.8GHz、11.6GHz和17.4GHz處，S21分別為-0.095dB、-25.1dB和-13dB，很好的阻止了二次諧波。

　　圖7 三階CPS低通濾波器頻率特性

　　為了更好地抑制三次諧波，在W線寬上面開T型槽，其結(jié)構(gòu)與等效電路圖如圖8所示。其中L4=4.3mm，槽寬為0.4mm。仿真曲線如圖9所示，很好地抑制了三次諧波。在基頻、二次、三次諧波的S參數(shù)列于表1。

　　圖8 改進型三階CPS低通濾波器

　　圖9 改進型三階CPS低通濾波器

　　表1 改進型三階CPS低通濾波器的頻響特性

　　5 結(jié)論

　　本文基于CPS基本電路理論，設計了一個工作在5.8GHz頻率的三階CPS低通濾波器，其尺寸為25mm *7.6mm, 通帶內(nèi)的插損最小為-0.08dB, 3dB截止頻率為7.7GHz，衰減小于-15dB的絕對帶寬為10.3GHz，有效地抑制了二、三次諧波。