2.2 U-型DGS低通濾波器的性能分析

　　我們采用HFSS進(jìn)行DGS低通濾波器的設(shè)計(jì)仿真。該低通濾波器設(shè)計(jì)在厚度為0.508mm的介質(zhì)板上，其介電常數(shù)為er = 2.65。在確定最后的優(yōu)化尺寸之前，我們研究分析了一些結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)濾波器性能的影響。圖2(a)表示的是兩U-型槽單元間距L1對(duì)低通濾波器性能的影響。我們選擇了三種單元間距，分別為1.5mm, 2.5mm和3.5mm, 并給出了三種單元間距情況下的特性仿真結(jié)果。從仿真結(jié)果中可以看出，在一定的尺寸范圍內(nèi)L1的變化對(duì)低通濾波器性能影響不大, 低通濾波器主要的性能還是由U-型槽單元自身的諧振特性來決定的。

　　另外，我們還研究了扇形支節(jié)的半徑對(duì)該低通濾波器的性能的影響。圖2(b)給出了三種半徑值時(shí)的仿真特性，分別為6.5mm, 8mm和9.5mm。半徑R的改變主要影響通帶內(nèi)的阻抗匹配，對(duì)阻帶內(nèi)性能也有一定的影響。仿真結(jié)果表明, R在8mm附近時(shí)阻抗匹配較好，濾波器的綜合性能較好。

　　圖2(c)為扇形角度對(duì)濾波器性能的影響。顯然，角度的變化會(huì)引起扇形支節(jié)阻抗發(fā)生較大的變化，雖然角度越大阻帶內(nèi)的特性越好，但是通帶內(nèi)反射在1.5GHz ~2GHz內(nèi)則較大， 在30°左右通帶和阻帶的綜合特性較好。

　　通過上述分析，并經(jīng)過軟件優(yōu)化，最終確定的尺寸如下：L1 = 2mm，開路線長(zhǎng)L2 = 7mm, L3 = 0.65mm, L4 = 8.8mm, L5 = 8.55mm, R = 8mm, 扇形支節(jié)的角度 arc = 25°, 50歐姆微帶線的寬度W1 = 1.37mm, W2 = 0.9mm, g1 = 0.7mm, g2 = 0.35mm.

　　(a)

　　(b)

　　(c)

　　圖2 (a)兩U-型槽單元間距L1對(duì)低通濾波器性能的影響; (b)扇形線半徑R對(duì)低通濾波器性能的影響;

　　(c)扇形線角度arc對(duì)低通濾波器性能的影響