[發明專利]具有左手性能的雙通帶濾波器

無效

• 申請號: 201010156154.1
• 申請日: 2010-04-23
• 公開（公告）號: CN101834326A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 張雅男
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: H01P1/20
• 分類號: H01P1/20
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明涉及一種微波通信信號傳輸技術領域的雙通帶濾波器，尤其涉及一種具有左手性能的雙通帶濾波器。

背景技術

通信系統中的分離和分選信號中，濾波器是至關重要的。濾波器基本上是雙端口網絡，其可以調整通信系統的頻率響應。在某些應用中，例如通信衛星和移動通信設備，將濾波器設計得體積小、重量輕是至關重要的。現有的雙通帶濾波器(或微帶線)絕大多數并不具有左手特性，且尺寸較大。

發明內容

本發明目的是針對現有技術存在的缺陷提供一種具有左手性能的雙通帶濾波器，使其通過的信號具有左手特性。同時，減小結構物理尺寸。

本發明為實現上述目的，采用如下技術方案：

本發明具有左手性能的雙通帶濾波器，包括接地板、中央傳輸線、鏤空開口諧振環和開口環諧振器，其中鏤空開口諧振環蝕刻在接地板上，接地板上設置介質板，中央傳輸線設置于介質板上，中央傳輸線兩端分別接外部信號輸入電纜和輸出電纜，中央傳輸線兩側對稱設置兩個開口環諧振器，中央傳輸線的中心位置蝕刻出一條縫隙，所述縫隙兩側的中央傳輸線上蝕刻出多個通孔至接地板。

優選地，所述中央傳輸線兩端的端部寬度小于中央傳輸線中部寬度，中央傳輸線的端部電阻與外部信號輸入電纜和輸出電纜匹配。

優選地，所述介質板的介電常數為ε＝2.65。

本發明根據左手傳輸線原理設計，具有0.78GHz到1.52GHz和2.78GHz到3.12GHz.兩個通帶，只有該頻率帶內的電磁波可以通過本結構。實現了兩個可以單獨調節的通帶，因結構采用平面集總式電感電容，且根據傳輸線原理具有等效并聯電感和串聯電容，所以不僅比傳統雙通帶濾波器的尺寸小，而且具有左手特性。并且因使用平面技術，與同樣的傳統濾波器比較結構尺寸明顯減小。

附圖說明

圖1：單元結構等效電路圖；

圖2：單元結構示意圖；

圖3：SRR結構示意圖；

圖4：CSRR結構示意圖；

圖5：三單元樣品測量與仿真結果(S21)；

圖6：三單元樣品測量與仿真結果(S11)。

具體實施方式

下面結合附圖對發明的技術方案進行詳細說明：

如圖2所示，本發明具有左手性能的雙通帶濾波器，包括接地板ground、中央傳輸線、鏤空開口諧振環CSRR和開口環諧振器SRR，其中鏤空開口諧振環CSRR蝕刻在接地板ground上，接地板ground上設置介質板，中央傳輸線設置于介質板上，中央傳輸線兩端分別接外部信號輸入電纜和輸出電纜，中央傳輸線兩側對稱設置兩個開口環諧振器SRR，中央傳輸線的中心位置蝕刻出一條縫隙gap，所述縫隙gap兩側的中央傳輸線上蝕刻出多個通孔至接地板ground。在該縫隙兩側的中央傳輸線上對稱的蝕刻出6個接地通孔。在中央傳輸線和接地板之間填充介電常數為ε＝2.65的介質板。根據傳輸線原理，CSRR等效成電路圖1中的C_CSRR，L_CSRR，和C_strip，6個金屬接地通孔等效為L_via，上表面的兩個SRR等效為C_SRR，L_SRR，中央傳輸線上的縫隙等效為C_gap，中央傳輸線等效為L_strip。

該結構是將一個CSRR和兩個SRR組合，提供串聯支路的電容和并聯支路的電感。同時利用中央傳輸線上的縫隙和其上與接地板相連的金屬通孔提供另外的串聯支路的電容和并聯支路的電感。這樣就構成兩組左手傳輸線的基本條件(左手傳輸線的基本條件是具有并聯電感和串聯電容)。

本發明具體實施例單元結構具體尺寸如下：

介質板厚度h＝0.508mm，介電常數ε＝2.65；

SRR和CSRR尺寸如圖3，4所示；

a＝4.5mm.b＝25mm.w＝10mm.d＝1.38mm：

SRR結構與中央傳輸線之間距離g＝0.2mm。

優選地，所述中央傳輸線兩端的端部寬度小于中央傳輸線中部寬度，中央傳輸線的端部電阻與外部信號輸入電纜和輸出電纜匹配。

優選地，所述介質板的介電常數為ε＝2.65。

當如圖5，6所示頻段內的電磁波通過本結構時，因微帶線上的電流會引起其環繞的磁場的變化，而該磁場恰好垂直于SRR環面，這樣磁場震蕩會使垂直于SRR環面的B與H反向。因此，SRR產生的磁導率μ就小于零。在相同的頻段內，中央傳輸線與接地板之間的電場垂直于CSRR環面，則該電場發生震蕩時，使得CSRR產生的介電常數ε小于零。當某物質的磁導率和介電常數同時小于零時，該物質具有左手特性。