一種新型的SIW-DGS寬帶帶通濾波器
這種SIW金屬凹槽的長度為p ,寬度為w,兩排金屬凹槽內(nèi)壁之間的距離為a,相鄰槽之間的距離即排列周期為s。基片集成波導(dǎo)具有與矩形波導(dǎo)相似的傳輸特性,電磁波被限制在兩排凹槽間的區(qū)域傳播,只能傳輸TEn0模式。在保證s/a≤1/6,p/s≥8情況下,輻射損耗非常小,SIW可用矩形波導(dǎo)來等效,等效矩形波導(dǎo)的寬邊尺寸近似為a。
本文設(shè)計的是寬帶帶通濾波器,所以選用一段微帶線性漸變線作為SIW-微帶轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。SIW-微帶轉(zhuǎn)換器的設(shè)計尺寸:p=3.7mm,w=0.5mm,s=0.4mm,a=23mm,w0=2.7mm,wt=4mm,l=7mm,L=16mm,利用仿真軟件HFSS11進(jìn)行三維電磁結(jié)構(gòu)仿真得到的S參數(shù)曲線如圖3所示。從圖中可以看出SIW高通截止頻率為3.8GHz。
圖3 SIW-微帶線轉(zhuǎn)換器S參數(shù)曲線
2.2 DGS低通濾波器設(shè)計
經(jīng)典的啞鈴型DGS缺陷單元,如圖4所示,由兩個a1×b1的矩形和它們之間一個寬度為g1的長方形縫隙組成。單個DGS單元具有單極點低通濾波器的帶阻特性,可用并聯(lián)LC電路來等效,等效電路如圖5所示。DGS單元的諧振頻率主要由上下兩個矩形面積的大小決定,面積的大小影響微帶線的等效電感。本文將兩個啞鈴型DGS單元級聯(lián)形成低通濾波器,設(shè)計的DGS尺寸為a1=1.5mm,b1=1mm, g1=0.1mm,f=10mm,m=2.5mm,微帶線的寬度為w0=2.7mm,介質(zhì)板厚度為h=1mm,介電常數(shù)為2.56。
圖4 啞鈴型DGS 圖5 單元等效電路
利用HFSS11軟件仿真得到的S參數(shù)曲線如圖6所示,低通濾波器的截止頻率為5.75GHz,邊帶陡峭,阻帶較深,帶外抑制在較寬阻帶范圍內(nèi)大于25dB。
圖6 DGS低通濾波器S參數(shù)曲線
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