基于同軸線的低通濾波器設計

南京郵電大學 仲維揚

同軸線濾波器是被廣泛使用的微波傳輸結構。應用高低階躍阻抗技術，通過實現高低阻同軸線間的耦合，設計了應用15G的低通濾波器。EM仿真結果表明，該基于同軸線的低通濾波器通帶回波損耗小于-22dB，帶內最小插入損耗小于0.5dB。仿真結果表明該濾波器具有較好的性能，滿足設計要求。

低通，帶通，帶阻濾波器通常用于抑制功率放大器和整流器中的高次諧波和雜散信號。一些濾波器已經很成熟，如開路短截線濾波器和階躍阻抗諧振器（Stepped-impedance resonator，SIR）濾波器。開路短截線結構更容易控制工作頻率，而SIR濾波器結構往往更緊湊。現代衛星通信系統和整流天線需要具有低插入損耗和寬阻帶的小型高性能低通濾波器。SIR可以在諧振器的無負載Q因子不變的情況下顯小諧振器的長度。為了實現尖銳的截止頻率和寬阻帶，需要更多的SIR組，這意味著更高的損耗和更大的尺寸。因此，由SIR和開路短截線組成的具有奇模和偶模的步進阻抗諧振器，通過調節開路短截線的尺寸，可以在通帶中實現最小尺寸和良好的選擇性。

在本文中，介紹了一種新型的階躍阻抗諧振器諧振器（SIR）及其集總電路（LC）分析，然后在諧振器中間采用了糖葫蘆型的同軸線來銳化過渡，最終實現了具有優異性能的緊湊型濾波器。

1.同軸線傳輸特性

同軸傳輸線幾何結構如圖1所示，其中內導體的電位為Vo伏，外導體的電壓為零伏。圖中的場可以從標量勢函數Φ（ρ，φ）導出，這是拉普拉斯方程的解。……