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TechnicalFeature 技术特写

谐波抑制优越的小尺寸

L-波段微带低通滤波器

L-Band Microstrip Lowpass Filter with Small Size
and Excellent Harmonic Suppression

AAmirhossein Ghaderi、Saeed Roshani，伊斯兰阿扎德大学，克尔曼沙赫，伊朗

具有极宽抑制带的微带低通滤波器（LPF），尺寸非常小，截止频率（fc）为
1.89GHz，对2至34次谐波（2.38至65GHz）的抑制不低于24dB。滤波器的拓扑结构简单，
由对称的改进T形谐振器、对称的改进旗形（SMF）谐振器和开路短截线组成，后者作为
抑制元件实现超宽的阻带。通带纹波低于0.15dB。整体尺寸仅为0.153λ g ×0.065λ g ，其中λ g
为f 处的导波长。该滤波器的品质因数（FOM）高达32.465，通带回波损耗优于14.8dB。
c
微 带LPF具有如高抑制性、小尺寸、宽阻带 短截线。然而，谐波抑制效果一般。Kalimi等人
[4]
等期望的性能，广泛应用于电信系统，用
开发了一种微带LPF，利用T形和U形谐振器达
来抑制不希望出现的带外尖峰 [1-2] 。Raphika等人 到适当的抑制水平。为了加宽阻带，增加了径向
[3]
报导了一种使用改进T形谐振器的LPF。为了增 短截线，尽管这种结构本身阻带窄、占地大。
[5]
加该滤波器的阻带宽度，使用了四个阶梯阻抗 Zhang和Li 介绍了一种尺寸大、阻带窄的双层
[6]
LPF。Verma等人所报道的结构 很简单，但体积
[7]
很大，阻带也很窄。Kufa和Raida 引入了传统的
LPF，使用开路短截线和嵌入的缺陷接地来减小
电路尺寸；然而，它具有平缓的过渡带、巨大的
尺寸和很弱的谐波抑制。文献[8-10]研究了一些
通带内回波损耗高的低通滤波器，但是它们受到
( a) (b) 宽过渡带和窄阻带的挑战。用缺陷接地平面来增
加阻带宽度的尝试只取得了有限的成就，并且这
些滤波器也很大 [11-16] 。Hayati等人 [17] 报道了一种
0 采用六角形谐振器的紧凑的LPF，其通带回波损
–10 耗高。为了获得较高的抑制水平，采用矩形短截
–20 线。然而，这种结构仅抑制到7次谐波。Mirzaee
|S 21 | (dB) –30 1 2 和ViDe的对称LPF 受到渐进截止和大尺寸的限
[18]
–40
[19]
–50
3 制。Liu等人的LPF 具有平缓的过渡带和狭窄的
–60 阻带。最近，文献[20]提出了一种具有高回波损
–70 耗的新型LPF，使用了对称拓扑。
0 1 2 3 4 5 6 7
Frequency (GHz) 本文提出一种具有带外抑制的新型LPF，它
(d) 使用对称的改进T形谐振器，其有益的特性表现
在紧凑、从2.38至65GHz的极宽阻带、通带中的
(c)
高回波损耗（14.8dB）和拓扑简单。
图1：谐振器布局：(a)1；(b) 2；(c)3；(d)|S 21 |仿真。
滤波器设计
Ls 图1给出了T形谐振器的设计顺序，包括谐
振器1、谐振器2和谐振器3的布局及其|S21|的仿
Zc
Cs Cs 真响应。谐振器1由两个矩形开口短截线和一个
与窄传输线相连的高阻抗短截线组成。谐振器1
(a) 具有平缓的过渡带，通带纹波高。利用附加的
低阻抗短截线（谐振器2），实现了相对陡峭的
过渡带。对于更陡峭的过渡带和可忽略的通带
C O
纹波，使用对称拓扑（谐振器3）。
高-低阻抗无损线(见图2a)的电感和电容根
(b) 据式（1）和（2）计算，开路短截线(见图2b)的
[2]
图2：布局和L-C模型：(a)高-低阻抗无损线；(b)开路短截线。 电容也是如此 。短截线的电感可以忽略不计。

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