CN102290621A - Dgs低通滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明的DGS低通滤波器，涉及电子技术领域，旨在解决低通滤波器尺寸复杂、体积较大等技术问题。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。
Description
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。
DGS低通滤波器截止频率与微带线背面蚀刻出哑铃状的格子大小有关，被蚀刻的格子可以等效于串联电感。当被蚀刻的格子尺寸减小，截止频率将会升高。此外截止频率也与DGS蚀刻的间隙g有关，它们的尺寸改变都将影响等效LC并联电路的L，C值。下面用图表说明：
表一 DGS微带线频率特性及其等效LC值与方格的关系
| DGS尺寸(mm) | a=b=1.3 | a=b=2.5 | a=b=4.6 |
| 电感值（nH） | 0.3675 | 0.865945 | 1.97725 |
| 电容值（pF） | 0.51222 | 0.52845 | 0.537947 |
| 截止频率（GHz） | 10.15 | 6.085 | 3.62 |
表二 DGS微带线频率特性及其等效LC值与间隙g关系
| DGS尺寸（mm） | g=0.2 | g=0.4 | g=0.6 |
| 电感值（nH） | 0.81051 | 0.90712 | 0.96825 |
| 电容值（pF） | 0.60286 | 0.43306 | 0.34247 |
| 截止频率 （GHz） | 6.0 | 6.4 | 6.72 |
本发明使用两个DGS结构和一根微带线构建了低通滤波器，示意图见附图1。等效LC电路见附图2。仿真基片用RT/duroid 5880,厚度为0.254。在HFSS里进行仿真。尺寸为：a=b=3mm, w=3mm, w1=1.4mm, g=0.4mm. 在HFSS中仿真曲线见附图8所示。
本发明使用两个DGS结构和一根微带线设计出了低通滤波器，DGS微带线的频率特性受方格面积影响较大，受间隙影响相对较小。DGS微带线低通滤波器的实验测试、电路仿真和电磁场仿真结果表明DGS等效电路及其参数的提取方法是可行的。DGS由其结构简单，尺寸小将在微波电路中得到广泛应用。
Claims (4)
1.DGS低通滤波器，其特征在于：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。
2.如权利要求1所述的DGS低通滤波器，其特征在于：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。
3.如权利要求1所述的DGS低通滤波器，其特征在于：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。
4.如权利要求1所述的DGS低通滤波器，其特征在于：所述的基片为RT/duroid 5880,基片厚度为0.254。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011102037740A CN102290621A (zh) | 2011-07-20 | 2011-07-20 | Dgs低通滤波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011102037740A CN102290621A (zh) | 2011-07-20 | 2011-07-20 | Dgs低通滤波器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102290621A true CN102290621A (zh) | 2011-12-21 |
Family
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Family Applications (1)
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| CN2011102037740A Pending CN102290621A (zh) | 2011-07-20 | 2011-07-20 | Dgs低通滤波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102290621A (zh) |
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-
2011
- 2011-07-20 CN CN2011102037740A patent/CN102290621A/zh active Pending
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