一种新式带阻滤波器特性研讨

1 导言

微波带阻滤波器广泛地使用于按捺高功率发射机的带外寄生频段。它们在无线电通信传达体系中用于避免其他用户的搅扰，因而变得非常重要。跟着空间通信的开展，对先进带阻滤波器的要求也相应地添加。在参考文献中，提出了阻带滤波器的方式尽管能够在阻带发生较高的衰减但其阻带外特性欠好约束了其使用。中运用开半波长开路线完成带阻作用，但其带外高端呼应欠好。为了使阻带滤波器在阻带衰减到达要求的一起带外呼应也得到改进，本文在中所提出的带阻滤波器的基础进步行了改进，提出一种新的结构，由该结构组成的带阻滤波器其阻带得以展宽，而且在阻带外发生传输极点，大幅度改进带外特性，本文分为四节：第一节为导言，第二节将的阻带滤波器和本文所提出的阻带滤波器方式进行功能比照，第三节主要是介绍如何将本文所提出的带阻滤波器运用到宽带滤波器上构成功能优越的2.6/5.2GHz（WLANs）双通带滤波器。第四节对本文进行总结并提出进一步改进主张。

2 阻带滤波器特性剖析

带阻滤波器的方式如图1所示，其间L等于阻带中心频率处的（为波导波长），宽度由特征阻抗决议，（一般为50W）S的巨细能够恣意。经研讨咱们发现跟着S的减小其阻带衰减变差且带外特性欠好，假如将该种滤波器运用到通讯体系中去必然会对其他通带发生非常大的影响。咱们进一步研讨中所提的带阻滤波器的50W半波长开路线单元如图2中（a）所示，将其运用在50W传输线旁经过调理其与传输线之间的距离发生不同的耦合来发生阻带效应如图2（c），其原理电路由图3给出，其间开半波长路环相当于原理电路中的并联支路的串联LC电路，第i条支路在处谐振，在该频点处该支路将发生吸收作用然后构成在该频点的阻带作用，可是因为半波长开路线等效成的串联LC的值于频率有很大联系所以其在发生阻带作用的一起会对带外发生影响，为了处理这一问题，咱们在原有结构的基础进步行改进，在原结构中心开口如图2（B）示，这样能够加大其内部耦合，咱们经过细心研讨发现在改动缝隙宽度时该单元能够在两个频点发生阻带，咱们能够使用这一特色让两个阻带中心频率接近然后构成带宽较宽的带阻滤波器，咱们一起注意到两阻带中心频率的差和开口巨细存在如图5所示的联系，能够很显着的地看出跟着开口巨细的改变其阻带衰减也会发生相应改变，而且两阻带间的通带呼应不是非常抱负，而且该新式结构能够在接近阻带处发生较大的传输极点，这样就大大改进了阻带外特性，咱们归纳考虑上述各要素，运用该新式结构（图2（B））规划阻带中心频率在4.55GHZ处的带阻滤波器，

其结构如图2（D），其详细尺度在表1中给出。本文中所有的微带滤波器均是在基板厚度为1mm相对介电常数的介质板进步的。为了更好的比照，咱们运用图2中（A）单元规划一个阻带中心频率在4.5GHZ处的带阻滤波器，如图4所示，其详细尺度由表1中给出。图6给出了用电磁仿真软件Sonnet按上述物理尺度对两个滤波器进行仿真得到频率呼应比照图，从图中咱们能够显着的看出运用了新式结构的带阻滤波器与原结构比较有以下三方面的有点：

图1 开口线阻带滤波器

1．在阻带发生了更大的衰减，它比原有结构增大了10dB。

2．在阻带外高端接近阻带边际发生了一个传输极点（－55dB），大大改进了带外呼应。

3．阻带带宽得到必定的展宽。

表1 阻带中心频率在4.55GHZ的半波长带
阻滤波器单元的详细尺度（mm）

图2 含有一个单元的阻带滤波器（a）原始结构（b）新式结构
（c）含有一个原始单元的带阻滤波器（d）含有一个新式单元的带阻滤波器

图3 阻带滤波器原始电路

经过这一比照咱们能够明晰的看出，本文提出的新式阻带滤波器单元克服了原有单元所具有的几个缺陷，运用它规划带阻滤波器能够大大改进滤波器功能。

3 新式阻带滤波器单元使用

为了更好的验证咱们所提出的带阻滤波器的功能，咱们将在本节中将该结构运用到一个宽带滤波器中，然后使其变成一个双通带滤波器。咱们首要规划一个宽带滤波器所说到的办法规划一个截止频率为0.75/6.2GHZ的两级宽带滤波器，其结构如图7所示，其详细规划过成不是本文的要点所以在此不做过多介绍，经归纳后其物理尺度如表2所示。

图9（a）给出了用电磁仿真软件Sonnet按上述物理尺度仿真得到的频率呼应图，从图中咱们能够看出该滤波器在其通带内的插入损耗较小，其回波损耗也根本在－20dB左右，为了使该滤波器使用WLANs的范畴，并验证咱们提出的带阻滤波器单元的功能，咱们将图2（B）中的新式阻带单元运用到这一宽带滤波器中使其在4.55GHZ处发生一个零。

(a)

(b)

图4 4.5GHZ半波长开路线带阻滤波器

表2 双通带滤波器的详细尺度（mm）

图5 频率距离随m的改变曲线

(a)

(b)

图6 4.5GHZ半波长开路线带阻滤波器仿真频
响曲线(a)原结构（b）新结构

图7 截止频率为0.75GHZ的高通滤波器

图8 新式阻带单元的双通带

传输零点然后构成双通带滤波器，其结构如图8示，详细物理尺度在表2中详细给出，该方式中的阻带滤波器单元的尺度参见表1，其他尺度见表2。图9(b)给出了用电磁仿真软件Sonnet按上述物理尺度仿真得到的频率呼应图，从图中咱们能够明晰的看出，在加了带阻滤波器单元后原有的宽通带滤波器变为双通带通滤波器，在要求的2.6GHZ和5.2GHZ的通带处其插入损耗在0.02dB以下，其回波损耗均在－20dB满足要求，这说明咱们的阻带滤波器单元的功能优越能够运用到实践通讯范畴中。

4 结束语

本文所提出的带阻滤波器单元大大改进了带阻滤波器的阻带衰减，扩展了带宽，具有杰出的带外呼应。因为时刻有限没有对该结构的进行深层研讨，咱们鄙人阶段将对该结构发生高阻带衰减以及为何能将带宽展宽进行更深化的研讨。

（a）

(b)

图9 (a)截止频率为0.75GHz的宽带滤波器真频响曲线(b)2.4/5.6GHZ双通带滤波器仿真频响曲线