紧凑型双频带阻滤波器设计及特性研究 - 杨淑君 2016.

可在www.sciencedirect.com上在线ScienceDirect电气系统与信息技术学报3（2016）314具有一条支线和两个嵌入式开路短截线的紧凑型双频带阻滤波器杨淑君部电子工程和计算机科学，阿拉巴马A M大学，亨茨维尔，AL 35810，美国接收日期：2015年9月8日;接收日期：2015年12月4日;接受日期：2015年12月27日2016年8月2日在线发布摘要提出了一种紧凑型双频微带带阻滤波器。它结合了传统的开放短截线BSF，支线，和两个嵌入式开放短截线。模拟并制作了该背散射面它产生两个阻带2.0 GHz和3.0 GHz左右，而不增加电路尺寸，与传统的BSF。© 2016 电 子 研 究 所 （ ERI ） 。 Elsevier B. V. 制 作 和 托 管 这 是 CC BY-NC-ND 许 可 证 下 的 开 放 获 取 文 章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。关键词：带阻滤波器;嵌入开路短截线;寄生线1. 介绍BSF用于在某些频率下切断不需要的信号。微带带偏滤波器广泛应用于本振、混频器、混频器、开关等微波子系统中。 已经开发了各种技术来合成和设计微带BSF（Hong，2011）。一般来说，至少有三种方法来设计微带BSF（Luo和Chu，2013）。 第一种方法是将谐振器与主传输线并联放置（Hong，2011）。在谐振频率下，谐振器通过耦合从主传输线获取能量。设计微带BSF的第二种方法是将谐振器（例如开路短截线）抽头到主传输线（Tu和Chang，2005）。设计微带BSF的第三种方式是使用缺陷接地结构（DGS）（Wang等人，2012a，b; Karmakar等人，2006;Zeng等人， 2015年）。双频带BSF由于其两个独立的阻带而在许多应用中被高度期望传统上，双频微带背场滤波器可以通过级联两个不同的背场滤波器来实现副作用是通带中的高插入损耗和增加的电路尺寸。已经提出了各种方法来形成双频微波BSF。双阻带可以通过对低通原型的频率可变变换来获得（Uchida等人，2004）和死胡同构造（Cameron等人， 2005），以及右/左手超材料的应用（Qing和电子邮件地址：shujunyang@hotmail.com，shujun. aamu.edu电子研究所（ERI）负责同行评审http://dx.doi.org/10.1016/j.jesit.2015.12.0042314-7172/© 2016电子研究所（ERI）。Elsevier B. V.制作和托管这是CC BY-NC-ND许可证下的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。S. Yang/Journal of Electrical Systems and Information Technology 3（2016）314315Itoh，2006）、不同长度的平行开放短截线（Ma等人，2007）和双模环形振荡器（Karpuz等人， 2009年）。双频带BSF的尺寸减小是近年来的热门研究课题（Wang等人，2012年a）。阶跃阻抗谐振器（SIR）（Chin等人，2007）、开口环谐振器（Hu等人，2009），以及SIR传输线和DGS的组合（Wang等人，2012a）已经被用于实现期望的双阻带，同时减小电路尺寸。本文提出了一种双频微带背场滤波器，它是由一个普通的开路短截线背场滤波器、一个支线背场滤波器和两个嵌入式开路短截线组成。通过在两个开路短截线之间插入支线并且将嵌入的开路短截线插入到两个开路短截线中的每一个中，可以在不增加总体电路尺寸的情况下获得适当的第二阻带该方法非常容易实现，并且没有额外的处理成本。滤波器的所有尺寸都直接在AppCAD软件上计算，这是Agilent提供的免费RF/微波设计工具。模拟和制作了所提出的BSF。所有的滤波器模拟都是在Sonnet Suite上完成的，SonnetSuite是一个基于矩量法的平面3D EM软件2. 一种带支线的图图1（a）示出了传统开路短截线BSF的配置。 两个短截线的长度和两个短截线之间的间隔是中带频率处波长的四分之一（Tu和Chang，2005）。基板材料是相对介电常数为9.9且损耗角正切为0.002的RogersTMM10i。基板的厚度为1.27 mm。基板的背面为接地层。该过滤器的尺寸直接在AppCAD软件上计算。馈线和开路短截线的宽度为1.2 mm，这产生50欧姆的特性阻抗两个开口短截线L_o的长度为14.61 mm，两个开口短截线S_o的中心间距也为14.61 mm。在Sonnet Suite 14.52上模拟了这种传统的BSF，结果如图1（b）所示。中频频率为2.0 GHz。Bates提出了Spurline技术来产生BSF（Bates，1977）。 当散射线的长度等于波长的四分之一时，出现阻带。通过在微带线上刻蚀L形槽来实现微带线。Tu和Chang在传统BSF的两个开放残端之间插入一条支线，以获得更深更宽的阻带（Tu和Chang，2005）。 在本研究中，首先在两个开口桩之间插入一个相对较短的短桩，图1.一、（a）常规开路短截线BSF的布局（b）常规开路短截线BSF的仿真结果316S. Yang/Journal of Electrical Systems and Information Technology 3（2016）314图二. (a)具有支线的BSF的布局。(b)具有支线的BSF的模拟结果。第二阻带在3.0 GHz附近（图2（a））。其长度Ls为9.87 mm，宽度WS为0.80 mm，间距Gs为0.20 mm，左开口短柱右边缘至短柱左端的水平距离为1.72 mm。该BSF的仿真结果如图所示。第2段（b）分段。第二阻带约为3.03 GHz，并且非常窄。为了使第二阻带变宽，需要两个嵌入式开路短截线3. 拟议的带阻滤波器Shaman和Hong提出了嵌入式开路短截线，用于在超宽带带通滤波器上产生带陷波（Shaman和Hong，2007年）。当嵌入的开路短截线的长度等于波长的四分之一时两个嵌入式开放短截线插入到前面提到的传统BSF的两个开放短截线BSF的布局如图所示。第3（a）段。嵌入式开放短截线0.40 mm，间隙Ge选择为0.20 mm。然后在AppCAD上计算其长度Le为10.11 mm微带仍然是1.20 mm宽。该BSF也在Sonnet Suite上进行了模拟，模拟结果如图3（b）所示。由两个嵌入的开路短截线产生的第二阻带约为3.07 GHz。由于开路短截线的电长度延长，第一阻带移到1.94 GHz所以这两个开放的短截线需要调短。所提出的BSF是传统的开放短截线BSF，一个支线和两个嵌入式开放短截线的组合。该BSF的布局如图4所示。将斜齿线的长度Ls仔细调整为10.00 mm，斜齿线的宽度WS仍为0.80 mm，斜齿线的间隙Gs仍为0.20 mm。两个嵌入的开放短截线的长度Le被仔细地调整到10.50 mm。它们的宽度We仍然为0.40 mm，并且它们的间隙Ge保持为0.20 mm。两个开路短截线的长度L0被调谐到14.30 mm，以将第一阻带的中带频率移回2.0 GHz。两个开口短柱的中心之间的间距仍然保持在14.61 mm。为便于比较，图 1（a）、2（a）、3（a）和4中列出。提出的双频BSF的模拟，然后制造。在制造之前，用半盎司铜覆盖1.27 mm厚的TMM10i基板完成的金属线覆盖着一层薄薄的金。过滤器（图） 5（a）），然后在双端口校准后用Agilent N5230A网络分析仪测量。模拟和S. Yang/Journal of Electrical Systems and Information Technology 3（2016）314317图3.第三章。（a）具有两个嵌入式开放短截线的BSF的布局（b）具有两个嵌入式开放短截线的BSF的模拟结果见图4。拟议BSF的布局。表1模拟中的主要尺寸尺寸图 1（a）图 2（a）图 3（a）图4Lo（mm）14.6114.6114.6114.30So（mm）14.6114.6114.6114.61Ls（mm）9.8710.00Ws（mm）0.800.80Gs（mm）0.200.20Le（mm）10.1110.50We（mm）0.400.40Ge（mm）0.200.20318S. Yang/Journal of Electrical Systems and Information Technology 3（2016）314图五、（a）制作的过滤器的图片（b）所提出的BSF的模拟和测量结果测量结果一起显示在图5（b）中以供比较。模拟结果与实测结果非常接近。测量结果与模拟结果的差异主要是由PCB制造工艺公差、基板材料特性变化引起的。第一阻带仍在2.0 GHz左右，第二阻带在3.0 GHz左右。该第二阻带与仅应用一条支线或仅应用两个嵌入式开路短截线相比更宽更深。4. 总结在传统背光源的两个开路短截线之间插入一条支线，在传统背光源的两个开路短截线中插入两条嵌入开路短截线，形成双频背光源。提出的滤波器进行了模拟和制作。它在2.0 GHz附近产生第一阻带，在3.0GHz附近产生第二阻带。与仅单个支线的应用或仅两个嵌入式开路短截线的应用相比，该第二阻带更宽且更深确认作者感谢博士。蒙哥马利博士斯科特博士海瑟薇和先生。普赖尔的帮助。引用北卡罗来纳州贝茨一九七七年 微带支线带阻滤波器的设计。 IEE J. 微W。选购配件 声音 1（Nov.（6）），209-214.S. 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