微波大作业——滤波器新技术研究VIP免费

微带滤波器新技术研究一：微带折线槽带阻滤波器研究1.1微带折线槽带阻滤波器——一种新型的微带带阻滤波器的设计方法,即在微带线上添加折线槽结构,显示出良好的窄带带阻特性。相比原滤波器,添加了折线槽结构的带阻滤波器增加了一个窄带阻带,形成具有两个阻带的滤波器,其中较窄的阻带S21低于-20dB的频率范围为8.7GHz-9.1GHz，较宽的阻带S21低于-20dB的频率范围为12.3GHz-15.7GHz。在此基础上,讨论折线槽结构的长度和位置对带阻滤波器性能的影响。1.2结构模型分析折线槽结构是一种简单的缺陷结构,即在微带线上刻蚀一个折线槽,易于操作且不会导致尺寸的增大这种结构具有优越的带隙特性,可被用于滤波器的设计阴。将周期型折线凹槽结构用于微带祸合带阻滤波器的设计,可获得更宽的阻带宽度以及更加陡峭的频率响应特性。微带折线槽结构如图1所示,其槽宽度为w,折线高度为h,折线长度为l。一般地,凹槽起电容的作用,折线起电感的作用。这样,微带线添加了折线槽结构也即增加了有效电容和有效电感,从而也增加了介质板的有效介电常数。折线的横向及纵向宽度分别为a和b,它们代表了折线槽的周期。折线槽结构的尺寸如表l所示。介质板厚度为0.20mm,折线槽嵌在一个0.19mm宽的50欧姆的微带线上。图2所示为微带折线槽结构的传输参数S11和S2l仿真结果,由图可看出,在谐振频率为1.2GHz处有一个很窄很尖锐的阻带,传输衰减的峰值达到38dB。表1折线槽结构尺寸(单位:mm)表2微带折线槽结构的S参数表3折线槽结构的等效电路折线槽结构的等效电路模型为一个LCR谐振器,如图3所示。基于传输线理论及波谱域近似,电路模型参数可用下列式子表示:其中,Z0为50欧姆传输线的特性阻抗,f0为谐振频率,S21为传输损耗,为S21的-3dB带宽如图2所示,这种微带折线槽结构显示了良好的窄带带阻特性1.3典型参数设计本设计是在一个经典带阻滤波器的50欧姆微带传输线上添加这种折线槽结构做成一个新的带阻滤波器,如图4所示。其中,折线槽结构的尺寸同表l,微带线短线的尺寸由L1、L2和L3来确定,两短线之间的微带线长度为L4,折线槽与左边的微带线支节间的距离为L5,50欧姆微带线的宽度为S。以上参数的数值如表2所示。表2微带折线槽带阻滤波器尺寸（单位：mm）图4:微带折线槽带阻滤波器设计图仿真结果如图5和图6所示。其中,图5为未加折线槽结构的微带带阻滤波器的S参数曲线,图6为添加折线槽结构的新型微带带阻滤波器的S参数曲线。未加折线槽缝结构的带阻滤波器的S参数曲线如图5所示,此带阻滤波器有一个较宽的阻带,S21低于-20dB的阻带频率范围为12GHz-15.6GHz。添加折线槽缝结构的新型微带带阻滤波器的S参数曲线如图6所示,此带阻滤波器有两个阻带,其中较宽的阻带S21低于-20dB的频率范围为12.3GHz-15.7GHz,较窄的阻带S21低于-20dB的频率范围为8.7GHZ-9.1GHz,其谐振频率为8.9GHZz。由此可见,添加折线槽缝结构的新型滤波器其中一个较宽的阻带频率范围与原来未添加折线槽缝结构的带阻滤波器的阻带频率范围基本相符。因此,添加折线槽缝结构可以在基本不影响原滤波器阻带的情况下,为带阻滤波器增加一个窄带阻带,从而构成具有不同频率范围的一宽一窄两个阻带的带阻滤波器图5未加折线槽结构的微带带阻滤波器S参数图6添加折线槽结构的微带带阻滤波器S参数2.1X波段基片集成波导带通滤波器的设计理论基础基片集成波导的结构，如图1所示：两排金属化通孔的中心间距为a，金属化通孔的直径和间距分别为d和p，介质基片的厚度和介电常数分别为w和εr，电磁波在介质基片的上下金属面和两排金属化空所围成的矩形区域内以类似于介质填充矩形波导中的场模式传输。图1基片集成波导的结构图W.CHE等人对普通矩形金属波导和基片集成波导的等效性进行了分析，L.Yan等人提出基于MOL(MethodofLines)的用于分析基片集成波导传输特性的全波分析方法，并提出了反映普通矩形金属波导和基片集成波导之间等效关系的经验方程对TMx0n而言，其中：a表示等效矩形金属波导的归一化宽度，即基片集成波导宽度a与其等效的矩形金属波导的宽度之比由于基片集成波导与普通金属波导具有近似的结构和传输特性，可以采用等效矩形金属波导的模型分析基片集成波导。文中将普通矩形金属波导的并联电感耦...