一种新型基片集成波导滤波器及其在振荡器中的应用
发布时间：2019-09-17 18:21
【摘要】：基于基片集成波导(SIW)设计了一种具有良好带外抑制的滤波器。SIW结构是传统矩形波导结构的一种变形,且电磁波在SIW中传输的特性与在传统金属波导结构中的相类似。通过在SIW的金属地表面蚀刻DGS,滤波器在SIW截止频率以下产生了一个通带,同时滤波器二倍、三倍中心频率也低于SIW截止频率。滤波器中心频率为8GHz,16和24GHz处的回波损耗接近0dB,插入损耗也分别为-34dB和-19dB。当其作为振荡器的选频网络时,振荡器的谐波抑制度得到很大提高。实际测试的并联反馈式振荡器振荡频率为7.97GHz,输出功率达6.67dBm,相位噪声在偏移载波100kHz处低于-101.4dBc/Hz,二次谐波抑制度约为47.7dB。
【图文】：
器的阻带抑制和降低滤波器的大校而具有良好带外抑制的滤波器可以被用来抑制振荡器的谐波。本文提出了一种基于新型ＤＧＳ结构的ＳＩＷ滤波器，通过在ＳＩＷ金属地表面蚀刻ＤＧＳ图案，在位于ＳＩＷ截止频率之下产生了一个通带。由于ＳＩＷ截止频率以下无波导高次模杂波影响，滤波器表现出了优秀的带外抑制特性。当此滤波器被用作并联环路反馈振荡器的选频网络时，振荡器的谐波抑制度将会得到提高。１电路设计与分析１．１基片集成波导滤波器的设计提出的新型ＤＧＳ结构的滤波器如图１所示。图中两排白色圆形为ＳＩＷ金属通孔，形成了ＳＩＷ的电边界。图１（ｂ）中白色区域是在ＳＩＷ金属地表面蚀刻的一对镜像对称的互补Ｇ（ＣＧ）单元，两个ＣＧ单元侧边重合在一起。图１（ａ）两端采用５０Ω微带馈线，便于后面振荡器的设计。矩形波导内添加电或磁谐振散射体，能够在波导的截止频率以下产生一个通带［６］。由于ＳＩＷ和矩形波导的相似特性和ＤＧＳ表现出的谐振特性，通过在ＳＩＷ下表面添加合适的ＤＧＳ结构，也将在ＳＩＷ截止频率以下引入一个通带。本质上讲，刻蚀在ＳＩＷ上的ＣＧ单元是一种槽线结构，相当于一个半波长谐振器。通过调节ＣＧ的总长度，使ＣＧ的等效谐振频率为８ＧＨｚ，同时让两个ＣＧ单元背靠背重合在一起增加两单元的耦合。ＳＩＷ主模ＴＥ１０截止频率为［７］图１滤波器拓扑结构的俯视图（ａ）和底视图（ｂ）Ｆｉｇ．１ＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄＳＩＷ－ＤＧＳｆｉｌｔｅｒ：（ａ）Ｔｏｐｖｉｅｗ；（ｂ）Ｂｏｔｔ
（ａ）Ｔｏｐｖｉｅｗ；（ｂ）Ｂｏｔｔｏｍｖｉｅｗｆｃ（ＴＥ１０）＝ｃ０２i幡牛颍ǎ鳎樱桑祝颍玻觯椋幔埃梗担鳎觯椋幔保ǎ保┢渲校悖拔婵罩械墓馑伲ǹ椎闹本叮颍觯椋幔剑埃担恚砗屯ǹ准渚啵鳎觯椋幔剑保恚恚ü跣。鳎樱桑椎闹悼梢蕴岣撸樱桑椎慕刂蛊德省Ｗ詈笥呕模鳎樱桑祝剑矗恚恚梢越扑愠龃耸保樱桑捉刂蛊德试嘉玻梗牵龋＠萌绱欧抡嫒砑鲜鎏岢龅穆瞬ㄆ鞯模硬问抡媲呷缤迹菜尽Ｂ瞬ㄆ鞯闹行钠德饰福牵龋刂蛊德试蛭玻梗牵龋笥摇Ｂ瞬ㄆ鞑逅鹞玻玻洌拢夭ㄋ鸷牡陀冢矗担洌隆Ｍ迹猜瞬ㄆ鞣抡娴拇湎煊η撸疲椋纾玻樱椋恚酰欤幔簦澹洌簦颍幔睿螅恚椋螅螅椋铮睿颍澹螅穑铮睿螅澹妫铮颍簦瑁澹穑颍铮穑铮螅澹洌妫椋欤簦澹颍保矗逼谔冯薜龋阂恢中滦突刹ǖ悸瞬ㄆ骷捌湓谡竦雌髦械挠τ
本文编号：2537015
【图文】：
器的阻带抑制和降低滤波器的大校而具有良好带外抑制的滤波器可以被用来抑制振荡器的谐波。本文提出了一种基于新型ＤＧＳ结构的ＳＩＷ滤波器，通过在ＳＩＷ金属地表面蚀刻ＤＧＳ图案，在位于ＳＩＷ截止频率之下产生了一个通带。由于ＳＩＷ截止频率以下无波导高次模杂波影响，滤波器表现出了优秀的带外抑制特性。当此滤波器被用作并联环路反馈振荡器的选频网络时，振荡器的谐波抑制度将会得到提高。１电路设计与分析１．１基片集成波导滤波器的设计提出的新型ＤＧＳ结构的滤波器如图１所示。图中两排白色圆形为ＳＩＷ金属通孔，形成了ＳＩＷ的电边界。图１（ｂ）中白色区域是在ＳＩＷ金属地表面蚀刻的一对镜像对称的互补Ｇ（ＣＧ）单元，两个ＣＧ单元侧边重合在一起。图１（ａ）两端采用５０Ω微带馈线，便于后面振荡器的设计。矩形波导内添加电或磁谐振散射体，能够在波导的截止频率以下产生一个通带［６］。由于ＳＩＷ和矩形波导的相似特性和ＤＧＳ表现出的谐振特性，通过在ＳＩＷ下表面添加合适的ＤＧＳ结构，也将在ＳＩＷ截止频率以下引入一个通带。本质上讲，刻蚀在ＳＩＷ上的ＣＧ单元是一种槽线结构，相当于一个半波长谐振器。通过调节ＣＧ的总长度，使ＣＧ的等效谐振频率为８ＧＨｚ，同时让两个ＣＧ单元背靠背重合在一起增加两单元的耦合。ＳＩＷ主模ＴＥ１０截止频率为［７］图１滤波器拓扑结构的俯视图（ａ）和底视图（ｂ）Ｆｉｇ．１ＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄＳＩＷ－ＤＧＳｆｉｌｔｅｒ：（ａ）Ｔｏｐｖｉｅｗ；（ｂ）Ｂｏｔｔ
（ａ）Ｔｏｐｖｉｅｗ；（ｂ）Ｂｏｔｔｏｍｖｉｅｗｆｃ（ＴＥ１０）＝ｃ０２i幡牛颍ǎ鳎樱桑祝颍玻觯椋幔埃梗担鳎觯椋幔保ǎ保┢渲校悖拔婵罩械墓馑伲ǹ椎闹本叮颍觯椋幔剑埃担恚砗屯ǹ准渚啵鳎觯椋幔剑保恚恚ü跣。鳎樱桑椎闹悼梢蕴岣撸樱桑椎慕刂蛊德省Ｗ詈笥呕模鳎樱桑祝剑矗恚恚梢越扑愠龃耸保樱桑捉刂蛊德试嘉玻梗牵龋＠萌绱欧抡嫒砑鲜鎏岢龅穆瞬ㄆ鞯模硬问抡媲呷缤迹菜尽Ｂ瞬ㄆ鞯闹行钠德饰福牵龋刂蛊德试蛭玻梗牵龋笥摇Ｂ瞬ㄆ鞑逅鹞玻玻洌拢夭ㄋ鸷牡陀冢矗担洌隆Ｍ迹猜瞬ㄆ鞣抡娴拇湎煊η撸疲椋纾玻樱椋恚酰欤幔簦澹洌簦颍幔睿螅恚椋螅螅椋铮睿颍澹螅穑铮睿螅澹妫铮颍簦瑁澹穑颍铮穑铮螅澹洌妫椋欤簦澹颍保矗逼谔冯薜龋阂恢中滦突刹ǖ悸瞬ㄆ骷捌湓谡竦雌髦械挠τ
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