具有寬雜波抑制特性的U型DGS低通濾波器

　　1 引言

　　眾所周知, DGS是一種典型的EBG結構,這種結構可以通過一個或者多個單元結構在某些頻率段產生能帶隙特性。由于DGS具有本征的諧振和帶阻特性, 它被廣泛應用于濾波器的電路設計中來改善通帶和阻帶的特性。此外, 應用接地板上的蝕刻縫隙結構,可以有選擇地產生阻帶特性。選擇合適的縫隙尺寸, 可以很容易地控制隔離度和阻帶寬度。通常, 由開路線或者扇形線構成的濾波器結構能夠在阻帶提供一個傳輸零點并且具有良好的阻帶特性。基于這些考慮，為了獲得具有寬阻帶特性的DGS低通濾波器，本文設計了一種由三個U型槽緊密耦合的新型DGS低通濾波器, 并且采用開路線和扇形支節(jié)來增加傳輸零點。實際樣品測得的阻帶相對帶寬為105% (雜波抑制大于25dB)，表明該結構具有很好的諧波抑制能力，通帶內的回波損耗小于0.25dB，與仿真結果吻合很好。

　　2 U-型DGS低通濾波器的設計與分析

　　2.1 U-型DGS低通濾波器的設計

　　圖1(a)所示為U-型DGS低通濾波器的結構圖。上層結構由一個含有開路線和扇形線50-Ω的微帶線組成，在介質板的底層蝕刻出一對緊耦合對稱的單元，每個單元由3個U-型槽結構構成。

　　圖1(b)為低通濾波器的上層結構。由開路線的結構特性，可以根據(jù)開路線的長度把傳輸零點調節(jié)到所需要的頻率點;帶內的阻抗匹配可以通過調節(jié)扇形線的尺寸來實現(xiàn)，尺寸參數(shù)包括它的半徑、角度和圓心位置。不僅如此，阻帶特性也可以通過改變扇形線尺寸來進行調節(jié)。為了實現(xiàn)低于良好的阻帶諧波抑制特性，經過計算分析和優(yōu)化設計，選取開路線的長度L2 = 7mm，此時的傳輸線零點位置正好在7.2GHz處。

　　圖1(c)為蝕刻在介質板底端的兩個U-型DGS結構單元，每個單元都由三個U-型槽構成，它們具有相同的寬度和間隔，但長度不同。值得指出的是，這種相同寬度和間隔的槽型結構具有設計和調節(jié)方便的特點，可以很方便地應用于其他結構的設計之中。

　　(a)

　　(b)

　　(c)

　　圖1 (a) U-型DGS低通濾波器結構圖; (b) 低通濾波器結構頂視圖; (c) 低通濾波器底面結構