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ApplicationNote 应用笔记
基于多层PCB技术的微带缺陷地结
构减小电路的辐射损耗
Microstrip Defected Ground Structures without Radiation Loss Using
Multilayer PCB Technology
John Coonrod，罗杰斯公司，美国亚利桑那州钱德勒
采用缺陷地结构的多层电路设计可增强滤波器性能且不必担心其泄漏和隔离。
微 带缺陷地结构（DGS）多年来一直是高频
电路设计的一种方法，同时也被广泛用于
1-3
带状线和共面波导电路。 虽然DGS电路的设计
方法对诸如天线和滤波器等基于射频/微波的谐
振器的电路性能和小型化有所帮助，但该技术
也会受到低隔离度和过多的电磁（EM）辐射等
严重缺陷的限制。基于DGS的电路会向外辐射
电磁能量，从而产生电磁干扰。其缺乏足够的
隔离度也会导致与相邻的射频/微波组件和电路
出现设计中本不希望出现的相互干扰作用。幸
运的是，由于多层电路结构在现代射频/微波电
路设计中的应用越来越多，所以设计和制造微
带DGS电路可以几乎不考虑辐射或隔离。本文
就将使用一些现成的商用电路材料和低通滤波
器（LPF）来演示这种多层电路设计方法。
DGS概述
理解DGS的最简单的方法是对比。传统
的信号地平面被视为一个没有任何间隔或中断
的连续结构，诸如微带线之类的传输线的接地
平面的电特性就是连续性。通过有目的地在地
平面形成缺陷或不连续就是缺陷地结构。例如
在接地面上蚀刻一个隔离开口，传输线的射频
特性就会被改变。这是因为在这个DGS的范围
内，电容和电感发生了显著的变化。
一个简单的例子是在微带传输线的地平面
上刻蚀的H形结构（图1）。图1a所示的微带结
构有两层。暗橙色表示顶层（信号层）上的线
路，浅橙色表示底层（接地层）上的地平面。H
(a)
形的微带缺陷地结构会产生如图1b所示的一个
0
带阻或带限的特性曲线，该响应类似于一阶巴
特沃斯低通滤波器（LPF）的响应。DGS这种可 –10
以产生的窄带带阻响应，有时可被用于滤波器 |S 21 | (dB)
设计以改善滤波器的阻带部分中的阻带特性。 –20
如后续的低通滤波器设计可以看到，微带DGS
–30
的有效使用不仅改善了滤波器的阻带响应，而
f
且极大地改善了滤波器的杂散谐波响应。 Frequency
(b)
实际上，DGS可以提高许多射频/微波电路
的性能，包括低通滤波器（LPF）、带通滤波 图1：(a)为地平面上蚀刻H形DGS的微带传输线
器（BPF）、贴片天线和其它谐振电路。IEEE 的俯视图，(b)为此结构的S 21 参数。
74 Microwave Journal China 微波杂志 Mar/Apr 2018
