CPS低通滤波器的设计和结构说明

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上传日期: 2020-09-27

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标签:cps(29)谐振器(140)滤波器(3490)

  共面带状线(CPS)是在二十世纪七十年代提出的一种同平面的传输线方式,由于结构简单,易于与有源和无源二端口器件跨接,避免了穿孔带来的工艺麻烦。同时,CPS对介质厚度不敏感、由不连续结构引起寄生效应小, 高频电磁波传播时损耗较低等,因此,被广泛应用于馈电网络和微波电路,如印刷偶极子天线、滤波器耦合器、谐振器放大器等。在整流天线系统中,低通滤波器要求允许基波通过,能够有效阻止二次、三次谐波,以提高整流天线系统的转换效率。因此,在整流天线系统中,具有宽阻带、低损耗的低通滤波器更具实际意义。用于整流天线系统中的CPS带通滤波器和带阻滤波器,工作频率处插损仿真为-0.3dB,衰减小于-10dB的阻带带宽大约为6GHz,有效抑制了二次谐波,但是三次谐波抑制性能大于-5dB,而且尺寸较大。根据CPS不连续结构特性的分析,半波长的T型开路枝节和开口环谐振电路,等效为串联的LC电路,产生传输零点,实现阻带特性。为了减小滤波器的体积,在微带线上开槽亦具有阻带特性。因此,通过在传输线内外添加T枝节和T型槽谐振可以很好的抑制高次谐波,实现低通滤波器宽阻带的设计。本文提出了一种新型的开环CPS谐振器,分析了其集总元件等效电路图。基于开环结构谐振器,设计了三阶CPS低通滤波器,具有尺寸小,通带内损耗小,阻带带宽宽的特点,有效地抑制了二、三次谐波,可以应用到射频前端和整流天线系统中。

  本文基于CPS基本电路理论,设计了一个工作在5.8GHz频率的三阶CPS低通滤波器,其尺寸为25mm *7.6mm, 通带内的插损最小为-0.08dB, 3dB截止频率为7.7GHz,衰减小于-15dB的绝对带宽为10.3GHz,有效地抑制了二、三次谐波。

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