DGS结构在超宽带高通滤波器设计中的应用研究

"基于DGS结构的超宽带高通滤波器设计，通过DGS对耦合微带双线的影响研究，实现小型化滤波器设计。" 在微波通信和射频系统中，信号调理是一项至关重要的技术，其中滤波器设计占据了核心地位。超宽带高通滤波器是一种能够允许高频信号通过而衰减低频信号的电路，对于去除噪声、选择所需信号频段以及抑制谐波有着重要作用。本文章主要探讨了一种基于Defect Ground Structure (DGS) 的超宽带高通滤波器设计方法。 DGS结构，全称为缺陷地结构，源自周期光子带隙结构（PBG），最早由Yablonovitch和John S于1987年提出。PBG结构用于控制光的传播，通过在基板上创建周期性排列的缺陷来形成带隙。然而，PBG在微波电路中的应用受到其复杂性和严格的周期性要求限制。1999年，DGS的出现打破了这一局面，它采用了哑铃形设计，可以是周期或非周期的，一个DGS单元就能在特定频率产生谐振，具备更灵活的带隙特性和更简单的等效电路分析。 DGS结构在微波电路设计中的应用广泛，特别是在小型化滤波器设计中，它可以有效改善电器性能，增强天线性能，抑制谐波，并减小电路尺寸。在耦合微带线中，DGS结构可以显著影响其传输特性，通过对DGS的精心设计，可以调整线的耦合强度，实现特定的滤波响应。 耦合微带线是由两根平行的传输线组成，它们之间的相互作用会产生耦合效应。耦合线的传输特性可以通过分析奇模和偶模来理解，这两者代表了耦合线的不同工作状态。在耦合线中，输入信号可以分解为奇对称和偶对称激励，导致在不同端口有不同的响应。耦合电容和电感分别通过电场和磁场传递能量，这在设计滤波器时需要精确控制，以达到所需的频率选择性。 在本文中，设计的超宽带高通滤波器基于DGS对耦合微带线的影响，通过仿真试验研究确定最佳结构参数。设计的滤波器不仅实现了小型化，而且结构简单，易于制造。实际制作的滤波器实物与仿真结果的对比显示了良好的一致性，证明了该设计方法的有效性。 DGS结构为微波电路的小型化和高性能提供了新的解决方案，尤其在设计超宽带高通滤波器时，它的应用能够优化滤波器性能并减小尺寸。通过深入理解和巧妙利用DGS的特性，工程师可以设计出满足各种需求的高效微波电路。