2GHz-4GHz梳型超寬帶濾波器設(shè)計

1 引言

由于超寬帶通信和雷達的應(yīng)用多種多樣，所以超寬帶濾波器的設(shè)計方法也相當(dāng)多樣。許多學(xué)者研究了多種微帶結(jié)構(gòu)的超寬帶濾波器。雖然微帶濾波器的尺寸很小，并且很容易和其他表面裝配器件集成，但是其插損往往都非常大。插損值一般都大于5dB 。微帶濾波器還有一個問題就是其帶外抑制往往都不太好。在本文中，我們給出了一種通帶為2GHz到4GHz，阻帶抑制達到11.23GHz的梳型超寬帶濾波器設(shè)計方法。

2 濾波器設(shè)計

圖1為11級梳型濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。方波導(dǎo)的寬度為a，高度為b，其中有11個方柱，每個方柱具有相同的寬度w。柱子的高度和相鄰柱子的間距的定義如圖1所示。輸入和輸出采用SMA接頭。SMA內(nèi)導(dǎo)體端接的小圓盤直徑和高度分別定義為和。

圖1 梳型濾波器結(jié)構(gòu)圖

采用文[7]中第8章所給出的寬帶梳型濾波器的設(shè)計公式，可以得到濾波器的初始設(shè)計參數(shù)值。在本設(shè)計中，我們采用11級和0.1分貝波紋的設(shè)計指標(biāo)。表1里面的“初始值”一欄給出了各個參數(shù)的計算結(jié)果。

使用CST模擬軟件，代入結(jié)構(gòu)的初始值仿真可以得到圖2的仿真曲線。我們可以看到通帶的高端邊緣頻率比設(shè)計低了一些，而且回波損耗也不好。這是由于此濾波器具有67%的相對帶寬，對于我們所使用的計算公式來說稍微寬了一些。

表1 超寬帶濾波器各參數(shù)的初始計算值和最終優(yōu)化值