[发明专利]DGS低通滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别是一种应用于微波通信领域的本振源接收机中的DGS低通滤波器。

背景技术

对目前小型化宽带接收机，低通滤波器是小型化宽带接收机重要组成部分。当前市场上高频段的低通滤波器尺寸复杂，体积较大。在微带线背面周期地刻上图形，形成的PBG(photonic bandgap)结构在某个频率上具有带阻效应。LC并联电路具有带阻特性，因此,单个DGS单元可用LC并联电路等效。

发明内容

本发明旨在解决传统低通滤波器尺寸复杂、体积较大等技术问题，以提供具有体积小、结构简单等优点的DGS低通滤波器。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明的DGS低通滤波器，由两个完全相同的哑铃状DGS结构和一根微带线构成，两个DGS结构蚀刻于基片上，并平行排布在微带线背面，每个DGS结构中间连接部的中心线与另一个DGS结构中间连接部的中心线相互平行，并与微带线中心线垂直。

本发明的DGS低通滤波器，其中所述的DGS结构为在微带线背面的绝缘基片上蚀刻出的哑铃状图形，哑铃状图形的两个头部为正方形，微带线的方向与该哑铃状图形中间连接部的中心线方向空间垂直。

本发明的DGS低通滤波器，其中所述DGS结构头部边长为1.3mm~4.6mm，DGS结构哑铃状图形中间连接部宽度为0.2mm~0.6mm。

本发明的DGS低通滤波器，其中所述的基片为RT/duroid 5880,基片厚度为0.254。

本发明DGS低通滤波器的有益效果：体积小、结构简单、性能稳定可靠。

 

附图说明

图1 本发明的电路原理图

图2 本发明的等效电路图

图3 DSG结构的示意图

图4 DGS的EM仿真结果示意图

图5 DGS等效电路图

图6巴特沃斯低通滤波器原型电路图

图7 LC等效电路的ADS仿真示意图

图8低通滤波器的EM仿真示意图

图中标号说明：

a DGS正方形头部边长

b DGS正方形头部边长

g DGS结构中间连接部宽度

w 与两个DGS结构相接微带线的宽度

w1 微带线左右两个端部的宽度

具体实施方式

本发明详细结构、应用原理、作用与功效，参照附图1－8，通过如下实施方式予以说明。

本发明由两个完全相同的哑铃状DGS结构和一根微带线构成，两个DGS结构蚀刻于基片上，并平行排布在微带线背面，每个DGS结构中间连接部的中心线与另一个DGS结构中间连接部的中心线相互平行，并与微带线中心线垂直。

DGS结构为在微带线背面的绝缘基片上蚀刻出的哑铃状图形，哑铃状图形的两个头部为正方形，微带线的方向与该哑铃状图形中间连接部的中心线方向空间垂直。DGS结构头部边长a或b为1.3mm~4.6mm，DGS结构哑铃状图形中间连接部宽度g为0.2mm~0.6mm。基片为RT/duroid 5880,基片厚度为0.254。

在微带线背面周期地刻上图形，形成的PBG(photonic bandgap)结构在某个频率上具有带阻效应。PBG的研究最初主要在光学领域,但实际的应用频率范围很宽,已在微波和毫米波电路中得到应用。Defected Ground Structure(DGS) 就是在微带线背面蚀刻出哑铃状的图形,它已应用于定向耦合器、滤波器和功率放大器的设计。

本发明用Ansoft Ensemble仿真软件分析DGS的频率特性,利用电磁场仿真结果和ADS2004的电路仿真结果提取其等效电路的参数值，只使用了两个DGS单元和一根微带线做宽带低通滤波器。

DGS 单元在HFSS里的电磁仿真结果如附图4所示，单元的频率特性曲线与单极点巴特沃斯低通滤波器的响应相似，都可由其3 dB截止频率和谐振频率决定。反映出了低通滤波器的特性。我们得到它的3dB截止频率为6GHz。

众所周知, LC并联电路具有带阻特性。因此，单个DGS单元可用LC并联电路等效，如附图5示，巴特沃斯低通滤波器原型的电路原理图可见附图6。改变DGS的参数也必将改变其频率特性和等效的LC参数值。

本发明提及的DGS单元微带滤波器的等效L,C值为0.135nH和0.835pF。其电路仿真结果与EM仿真结果相似，参见附图7所示。