基于DGS和SIR 单元的超宽阻带低通滤波器设计*

胡成康，杨维明*，杨武韬 ，谢 绰，曹雄斐

(1.湖北大学物理学与电子技术学院，武汉 430062;2.武汉滨湖电子有限责任公司，武汉 430077)

高性能的低通滤波器在无线通信系统中发挥着重要作用，它能有效抑制系统的谐波输出。传统的阶梯阻抗微带低通滤波器的尺寸大，阻带窄，不满足现代通信系统发展的需要。一些学者在低通滤波器的小型化、宽阻带设计方面，做了大量研究工作。文献［1－2］采用开路T 型微带结构替代传统微带滤波器中的阶梯阻抗传输线得到基于开路T 型结构的小型化超宽阻带滤波器的方案，该方法设计的滤波器尺寸较大;文献［3］通过把两个发卡型谐振器用等效于电感的细微带线连接起来构成二级低通滤波器，其阻带性能明显改善，但滤波器结构尺寸仍然较大。

DGS 单元具有良好的带隙特性和慢波效应，可大大改善电路的阻带特性以及使传输线结构更加紧凑。传统的DGS 单元周期级联构成的低通滤波器阻带较窄，不能抑制高次谐波，从而限制了DGS 在低通滤波器中的应用。文献［4］采用哑铃型和螺旋型缺陷接地结构获得了结构紧凑的DGS 准椭圆低通滤波器，其阻带宽度达到通带带宽的5倍，但其设计方法较为复杂。半圆型阶梯阻抗线是传统高低阶跃阻抗的一种变形，通过改变其半圆半径和狭缝宽度对滤波器进行优化设计，可以获得良好的通带和阻带特性［5］。

本文采用阶梯阻抗谐振(SIR)单元加载哑铃型缺陷地结构(DGS)单元的紧凑型结构设计了一个五阶切比雪夫低通滤波器，并在滤波器输入输出端口加载微带线并联开路枝节，以补偿DGS 微带线的特性阻抗，从而改善滤波器输入输出端口的阻抗匹配性能，实现超宽阻带。……