[實用新型]基于簡化對偶復(fù)合左右手傳輸線單元的超寬帶帶通濾波器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220638954.1
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN202977668U
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐萬春;陳如山;王貴;王橙;施永榮;劉升;黃承;沈來偉;朱建平
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學
• 主分類號: H01P1/203
• 分類號: H01P1/203
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于微波通信技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及簡化對偶左右手傳輸線結(jié)構(gòu)以及利用該結(jié)構(gòu)設(shè)計的超寬帶帶通濾波器。

背景技術(shù)

2002年，美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)將3.1GHz~10.6GHz的頻段開放為自由室內(nèi)無線短距離通信頻段，由于超寬帶(UWB)系統(tǒng)具有高速率、低功耗、低復(fù)雜度和低功率譜密度的獨特優(yōu)點，被認為是未來無線通信重要發(fā)展方向之一。作為現(xiàn)代通信系統(tǒng)關(guān)鍵部件的超寬帶帶通濾波器，更是受到了越來越多研究人員的重視。

由于傳統(tǒng)濾波器理論是基于窄帶假設(shè)的基礎(chǔ)之上的，很難用來設(shè)計UWB帶通濾波器。目前采用高低通濾波器級聯(lián)的方法可以實現(xiàn)UWB帶通濾波器，該方法能很好地滿足UWB的通帶要求，但是電路尺寸不夠緊湊。2004年，C.?Caloz，T.?Itoh等人提出了復(fù)合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)，由于其具有左手特性，將其應(yīng)用于UWB濾波器設(shè)計，能很好地減小電路的物理尺寸，但是電路實現(xiàn)較為復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種基于簡化對偶復(fù)合左右手傳輸線單元的超寬帶帶通濾波器，該濾波器具有3.1GHz~10.6GHz的通帶，能很好地滿足現(xiàn)代通信系統(tǒng)的多頻帶和寬頻帶要求。

實現(xiàn)本實用新型目的的技術(shù)解決方案為：一種基于簡化對偶復(fù)合左右手傳輸線單元的超寬帶帶通濾波器，該濾波器包括至少一個具有高通特性的簡化對偶復(fù)合左右手傳輸線單元和至少一個具有低通特性的簡化對偶復(fù)合左右手傳輸線單元，這兩個對偶復(fù)合左右手傳輸線單元之間級聯(lián)；實現(xiàn)高通特性的簡化對偶復(fù)合左右手傳輸線單元包括串聯(lián)的第一電容C₁、第二電容C₂、并聯(lián)支路上串聯(lián)的第三電容C₃、第一電感L₁，第一電容C₁、第二電容C₂關(guān)于該并聯(lián)支路對稱；實現(xiàn)低通通特性的簡化對偶復(fù)合左右手傳輸線單元包括串聯(lián)的第二電感L₂、第三電感L₃、并聯(lián)支路上串聯(lián)的第四電容C₄和第四電感L₄，第二電感L₂、第三電感L₃關(guān)于該并聯(lián)支路對稱。

該濾波器由上到下分別是第一金屬層、上介質(zhì)層、第二金屬層、下介質(zhì)層和接地板，其中，串聯(lián)的第一電容C₁、第二電容C₂由位于第一金屬層和第二金屬層的第一metal-insulator-metal電容、第二metal-insulator-metal電容實現(xiàn)，并聯(lián)支路上的第三電容C₃由第一金屬層的微帶與下介質(zhì)層中的金屬柱構(gòu)成的平板電容實現(xiàn)，第一metal-insulator-metal電容、第二metal-insulator-metal電容正下方的接地板上分別蝕刻有第一矩形槽和第二矩形槽；金屬柱通過一段第一窄微帶線接地，金屬柱和第一窄微帶線周圍的接地板蝕刻有窄槽，從而實現(xiàn)并聯(lián)支路上的第一電感L₁；其中，串聯(lián)的第二電感L₂、第三電感L₃由第一金屬層上的第二窄微帶線和第三窄微帶線實現(xiàn)，并聯(lián)支路上的第四電容C₄由第一金屬層的微帶與下介質(zhì)層中的金屬柱構(gòu)成的平板電容實現(xiàn)，金屬柱通過一段第四窄微帶線接地，金屬柱和第四窄微帶線周圍的接地板蝕刻有窄槽，從而實現(xiàn)并聯(lián)支路上的第四電感L₄。

所述的第一電容C₁和第二電容C₂相等，第二電感L₂和第三電感L₃相等。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點：本實用新型利用簡化對偶左右手傳輸線單元分別實現(xiàn)高通特性和低通特性，設(shè)計方法簡單易行，根據(jù)通帶范圍就能確定結(jié)構(gòu)參數(shù)，并且有效地降低了電路的復(fù)雜度。

附圖說明

圖1是根據(jù)本實用新型提出的主體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是根據(jù)本實用新型提出的等效電路原理圖。

圖3是根據(jù)本實用新型仿真得到的S參數(shù)和群時延圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細描述。