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CPS低通滤波器的设计和结构说明
韩刚龙
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共面带状线（CPS）是在二十世纪七十年代提出的一种同平面的传输线方式，由于结构简单，易于与有源和无源二端口器件跨接，避免了穿孔带来的工艺麻烦。同时，CPS对介质厚度不敏感、由不连续结构引起寄生效应小， 高频电磁波传播时损耗较低等，因此，被广泛应用于馈电网络和微波电路，如印刷偶极子天线、滤波器、耦合器、谐振器和放大器等。在整流天线系统中，低通滤波器要求允许基波通过，能够有效阻止二次、三次谐波，以提高整流天线系统的转换效率。因此，在整流天线系统中，具有宽阻带、低损耗的低通滤波器更具实际意义。用于整流天线系统中的CPS带通滤波器和带阻滤波器，工作频率处插损仿真为-0.3dB，衰减小于-10dB的阻带带宽大约为6GHz，有效抑制了二次谐波，但是三次谐波抑制性能大于-5dB，而且尺寸较大。根据CPS不连续结构特性的分析，半波长的T型开路枝节和开口环谐振电路，等效为串联的LC电路，产生传输零点，实现阻带特性。为了减小滤波器的体积，在微带线上开槽亦具有阻带特性。因此，通过在传输线内外添加T枝节和T型槽谐振可以很好的抑制高次谐波，实现低通滤波器宽阻带的设计。本文提出了一种新型的开环CPS谐振器，分析了其集总元件等效电路图。基于开环结构谐振器，设计了三阶CPS低通滤波器，具有尺寸小，通带内损耗小，阻带带宽宽的特点，有效地抑制了二、三次谐波，可以应用到射频前端和整流天线系统中。
本文基于CPS基本电路理论，设计了一个工作在5.8GHz频率的三阶CPS低通滤波器，其尺寸为25mm *7.6mm， 通带内的插损最小为-0.08dB， 3dB截止频率为7.7GHz，衰减小于-15dB的绝对带宽为10.3GHz，有效地抑制了二、三次谐波。
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