DGS结构在超宽带高通滤波器设计中的应用

"模拟技术中的基于DGS结构的超宽带高通滤波器设计 模拟技术" 在微波集成电路（MIC）设计中，高通滤波器扮演着至关重要的角色，其主要目的是抑制低频杂散信号，确保系统在特定频率范围内的性能。通常，微波高通滤波器有两种设计策略：一是采用集中或半集中的元件，另一种则是分布参数实现。集中元件方法基于低通到高通的转换，通过串联电容和并联电感的组合实现。然而，这种设计在实际应用中面临挑战，因为元件间的紧密布置容易导致杂散耦合，不适合微波集成电路的小型化需求。 分布式参数方法，尤其是利用传输线理论，可以构建带通滤波器，但这种方法往往适用于宽带应用，而非超宽带高通滤波器。在这种情况下，设计通常变得复杂，对制造工艺的要求也更高。 本文聚焦于第二种方法的一个创新应用，即利用DGS（Defected Ground Structure，缺陷地结构）设计超宽带微波高通滤波器。DGS是一种源自周期光子带隙结构的概念，由Yablonovitch和John在1987年提出。它通过在接地板上刻蚀出特定几何形状的周期性单元阵列，以改变衬底的电学性质，进而影响传输线的分布参数。这一创新使得在特定频率范围内可以实现带隙特性，有效地阻止某些频率的信号传播。 DGS结构的引入为设计带来了新的灵活性，可以在不增加复杂性的前提下，实现小型化和高性能的高通滤波器。通过精心设计DGS单元的几何尺寸、间距以及阵列的周期性，可以精确控制滤波器的带宽、截止频率和选择性。此外，DGS还能减少寄生效应，提高滤波器的稳定性。 在超宽带应用中，DGS高通滤波器的优势在于其结构紧凑、设计灵活且易于集成到微波集成电路中。通过对DGS结构进行优化，可以实现更宽的阻带、更陡峭的滚降率以及更好的频率选择性，满足超宽带通信系统对带外抑制和信道隔离的严格要求。 DGS结构为微波集成电路中的超宽带高通滤波器设计提供了一种有效且实用的方法，它克服了传统集中元件设计的局限性，降低了对工艺精度的依赖，为实现高性能、小型化的滤波器开辟了新的途径。未来的研究可能会进一步探索DGS结构与其他微波元件的集成，以优化滤波器性能并推动微波与毫米波技术的发展。