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全新CMRC宽带低通滤波器设计

gecimao 发表于 2019-05-23 22:25 | 查看: | 回复:

  在通信、军事、测试测量等领域应用广泛,尤其在近几年的在微波及毫米波电路中有着广泛的应用。在的插入损耗太大,这时就必须用分布参数元件来代替集总参数元件,但是分布参数元件滤波器的尺寸一般较大,因此有必要减小微波毫米波电路滤波器的尺寸。

  2000年香港城市大学薛泉教授提出了一种紧凑的微带谐振器(CMRC),此后螺旋紧凑微带谐振器(SCMRC)以及直线紧凑微带谐振器(BCMRC)又相继被提出。然而 SCMRC结构的阻带范围较小(5.2GHz-7.6GHz),BCMRC则由于在阻带范围内的衰减特性不理想通常需要几个单元来实现较好的低通特性。针对这些问题,本文提出了一种新型CMRC宽带低通滤波器, 在0-7GHz低通频率范围内其最大插入损耗为0.3dB,低于-10dB的阻带频率范围为8.5GHz-22.1GHz, 低于-20dB阻带频率范围为9GHz-20.8GHz,可见该滤波器在通带内具有很低的插入损耗,并且在阻带内具有良好的衰减特性。

  本文提出的新型CMRC平面结构如图1所示,其LC等效电路模型如图2所示。介质基板采用Taconic CER_10,其介电常数er=9.5,厚度0.64mm。

  我 们对图1所示CMRC结构应用HFSS进行建模以及仿真,并分析了主要结构参数对滤波器传输特性的影响。在仿线对滤波器传输 特性的影响较大,其影响特性曲线可以降低谐振频率,从而相应的可以减小低通频率范围,这是因为在等效电 路模型中,减小x1或y1都可以提高单位长度的分布串联电感(L0和L1)。而谐振频率,可知L0和L1的增大会相应的降低谐振频率。

  经 上述分析,对该CMRC宽带低通滤波器进行优化,得到了良好的输出S参数特性曲线GHz低通频率范围内的最大插入损耗为0.3dB, 低于-10dB的阻带频率范围为8.5GHz-22.1GHz, 低于-20dB的阻带频率范围为9GHz-20.8GHz,可见该宽带低通滤波器具有良好的低通及阻带衰减特性。此时主要微带分布参数由表1给出。

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