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基于复合左右手传输线的带通滤波器小型化设计

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基于人工传输线结构的小型化低通滤波器

基于人工传输线结构的小型化低通滤波器

提 取方 法 进行 仿 真设计 ， 利 用微 带 弯折 线 电感 和贴 片 电容 来替 代 集 总 电感 与 电容 ， 设 计 简 单 且 易于 实 现 ， 测量
与 理论 仿 真吻合 ， 频率 响应 良好 。
１ 滤 波 器 设 计 方 法
设 计分 布参 数 微波 滤 波 电路时 ， 根 据集 总参 数低 通 滤波 电路模 型 ， 应用 Ｒｉ ｃ ｈ ａ ｒ ｄ ｓ 变 换和 Ｋｕ ｒ ｏ ｄ ａ 法 则得 分
基 于 人 工 传 输 线 结 构 的 小 型 化 低 通 滤 波 器
吴 昕， 黄 文， 童 帆， 刘长军
（ 四川 大 学 电子 信 息 学 院 ，成 都 ６ １ ０ ０ ６ ４ ）
摘 要 ： 提 出 了一 种 基 于人 工 传 输 线 结 构 的小 型 化 低 通 滤 波 器 的设 计 方 法 。通 过 利 用 电磁 仿 真 软 件 直 接 构 建 出微 带 电抗 器 件 并 对 其 逐 一 进 行 参 数 提 取 验 证 ， 将 设 计 的微 带 电抗 器 件 进 行 组 合 集 成 和 调 试 后 得 到 相 应 的 低 通 滤 波 电 路 。 对 ５阶 巴特 沃 兹 低 通 滤 波 电 路 和 ０ ． ５ ｄ Ｂ切 比 雪 夫 低 通 滤 波 电 路 的设 计 和 测 量 结 果 对 比 表明 ， 采 用 本 方 法 所 设 计 的滤 波 器 结 构 紧 凑 ， 面 积 约 为 常 规 低 通 滤 波 电路 的 ２ ３ ， 测量结果与仿真吻合 。 关键词 ： 微带滤波器 ； 小型化 ； 人工传输线 ； 电抗 器 件 ； 电磁 仿 真
电路连 接方 式进 行 组合 集 成 ， 并 进行 调 整优 化 。
２ 微 带低 通 滤 波 器 仿 真 设 计

LC带通滤波器的设计与仿真设计毕业设计(论文)

LC带通滤波器的设计与仿真设计毕业设计(论文)
1.3.2 国内外投入滤波器产业概况................................6
1.3.3 滤波器的前景....................................................7
1.3.4几种新型滤波器介绍..........................................8
●阻带滤波器：它的阻带限定在两个有限频率ƒ1与ƒ2之间，阻带两侧都有通带。
1.1.2 滤波器的种类
根据使用的波段和元件的不同，滤波器有很多种类，而且随着技术的发展，种类还在不断增加。总的来说，滤波器可分为两大类：无源滤波器和有源滤波器。
在无源滤波器中，所使用的是无源元件。他们在个体或组合的情况下，能够把一种形式的能量变换为另一种形式，并重新变回到原来的形式，换言之，它们必须是谐振性的。例如，在一个LC谐振电路中，在电容器的电场和电感线圈的磁场之间不断发生着能量的反复交换。因此，如果两个不同储能装置当相互偶合时，能够以很小的损耗实现能量的交换，它们就可以被利用为滤波器元件。
结束语.................................................................................43
致谢....................................................................................45
摘要
随着电子信息的发展，滤波器作为信号处理的不可缺少的部分，也得到了迅速的发展。LC滤波器作为滤波器的一个重要组成部分，它的应用相当的广泛。因此对于它的设计也受到人们的广泛关注。如何设计利用简单的方法设计出高性能的LC滤波器是人们一直研究的课题。

实验四微带线带通滤波器设计

实验四微带线带通滤波器设计

实验四微带线带通滤波器设计实验四：基于ADS软件的平⾏耦合微带线带通滤波器的设计与仿真⼀、实验原理滤波器是⽤来分离不同频率信号的⼀种器件，在微波电路系统中，滤波器的性能对电路的性能指标有很⼤的影响，微带电路具有体积⼩，重量轻、频带宽等诸多优点，在微波电路系统应⽤⼴泛，其中⽤微带做滤波器是其主要应⽤之⼀。

平⾏耦合微带线带通滤波器在微波集成电路中是被⼴为应⽤的带通滤波器。

1、滤波器的介绍滤波波器可以分为四种：低通滤波器和⾼通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。

射频滤波器⼜可以分为以下波导滤波器、同轴线滤波器、带状线滤波器、微带滤波器。

滤波的性能指标：频率围：滤波器通过或截断信号的频率界限通带衰减：滤波器残存的反射以及滤波器元件的损耗引起阻带衰减：取通带外与截⽌频率为⼀定⽐值的某频率的衰减值寄⽣通带：有分布参数的频率周期性引起，在通带外⼜产⽣新的通带2、平⾏耦合微带线滤波器的理论当频率达到或接近GHz时，滤波器通常由分布参数元件构成，平⾏耦合微带传输线由两个⽆屏蔽的平⾏微带传输线紧靠在⼀起构成，由于两个传输线之间电磁场的相互作⽤，在两个传输线之间会有功率耦合，这种传输线也因此称为耦合传输线。

平⾏耦合微带线可以构成带通滤波器，这种滤波器是由四分之⼀波长耦合线段构成，她是⼀种常⽤的分布参数带通滤波器。

当两个⽆屏蔽的传输线紧靠⼀起时，由于传输线之间电磁场的相互作⽤，在传输线之间会有功率耦合，这种传输线称之为耦合传输线。

根据传输线理论，每条单独的微带线都等价为⼩段串联电感和⼩段并联电容。

每条微带线的特性阻抗为Z0，相互耦合的部分长度为L，微带线的宽度为W，微带线之间的距离为S，偶模特性阻抗为Z e，奇模特性阻抗为Z0。

单个微带线单元虽然具有滤波特性，但其不能提供陡峭的通带到阻带的过渡。

如果将多个单元级联，级联后的⽹络可以具有良好的滤波特性。

⼆、耦合微带线滤波器的设计的流程1、确定滤波器指标2、计算查表确定滤波器级数N3、确定标准滤波器参数4、计算传输线奇偶模特性阻抗5、计算微带线尺⼨6、仿真7、优化再仿真得到波形图设计参数要求：（1）中⼼频率：2.4GHz；（2）相对带宽：9%；（3）带波纹：<0.5dB；（4）在频率1.9GHz和2.9GHz处，衰减>20dB；（5）输⼊输出阻抗：50Ω。

基于多模谐振加载支节的小型化双通带滤波器设计

基于多模谐振加载支节的小型化双通带滤波器设计

１ 引 言
在 目前的通信领域 中， 系统常常工作在多个频 段， 例如在 ＷＬ Ｎ中， 多设备要 同时支持 ２４ Ｈ Ａ 很 ．Ｇ ｚ 频 段与 ５ ５ Ｈ 频 段 的 同时 接 入 ， ．Ｇ ｚ 因此 相 应 的需 要 双频滤波器 以实现系统小型化ｕ 。针对这一需求 ， Ｊ 人们提出了很多双频滤波器的设计方法 ， 但大致上 可 以分为两种实现方式 ， 一是将两套谐振器并联共
的结构尺寸参数为 （ 参见 图 １ ： ７５ｍ Ｌ ＝ ） Ｌ ＝ ． ｍ，２
２． ｎ， ９ ｍＩ Ｌ３＝５． ７ ｍｍ ， Ｌ １＝２ ５ ｍｍ ， ＝８ ８ ｍｍ ， ０． Ｌａ ． ＝１ ｍｍ ， ＝０ ５ ｍｍ ， ． ＝１ ０ ｍｍ ， ：０． ８ ｍｍ ，
基 于多 模 谐 振加 载 支 节 的小 型 化双 通 带 滤 波 器设 计
苏光杰 李 红 陈富仓
（ 东省佛 山市健博通天线有限公司 广 东省佛山 ５８６ ） 广 ２０ １
【 摘要】 使用多 模谐振的加载支节设计了一种小型化双频滤波器。多 模谐振加载支节由三条开路支节并
联组成 ， 通过调整这三根 支节的长度 ， 其前 两个谐振模式 可调整到一个频段 内， 两个谐振模 式可以设 而后 计到 另外的频段 上 ， 从而 实现高隔离度的小型化双频滤波器。仿真与 实测结果验证 了上述设计思路。
Ｓ ＝ ０２ｍ 。 Ｓ ： ． ｍ。为减小其尺寸 ， 中心加载支节作 了适当弯 曲， 最后 实 现 的滤 波器 尺 寸 为 ２ ｍ × ６ｍ
１ｍ 相 当于 ２４ Ｈ ４ ｍ， ．Ｇ ｚ上 的 ０３ ×０ １Ａ ， 为 ．Ａ ．６ Ａ
２４ Ｈ 在此基 片上 ５Ｑ 微 带线 的线 上波 长。可 ．Ｇ ｚ ０ 见 ， 滤 波器很 好 的 实 现 了小 型 化设 计 。 最终 滤 波 此 器 的照 片如 图 ５所示 。

双传输零点LTCC带通滤波器的设计与制作

双传输零点LTCC带通滤波器的设计与制作

1 理论设计
传输零点的形成主要是因为能量的阻隔，通常 有两种极端的情况可以阻隔能量:开路和能量短路到 其他支路中(一般为地)。可以利用串联或并联 LC 谐 振电路来形成能量的阻隔从而形成传输零点。图 1 是两种谐振电路的原理图。
L
谐振时
C
开路
（a）串联支路中的并联谐振
C
谐振时
短路
L
Fig.1
（b）并联支路中的串联谐振 图 1 串、并联支路中的并、串谐振电路
利用三维电磁场仿真软件 Ansoft HFSS 进行仿 真，经过优化后的仿真结果如图 5。可以看出分别在 1.0 GHz 和 3.2 GHz 各有一个传输零点，并且抑制大 于 50 dB，通带内 S11< –20 dB，插损约为 2 dB。
Key words: bandpass filter; transmission zero; LTCC technology
近 年 来 ， 低 温 共 烧 陶 瓷 技 术 （ LTCC, Low Temperature Co-fired Ceramic）由于其高可靠性、成 本低和体积小等优点迅速成为射频（RF）集成发展 的关键技术之一。随着微波陶瓷材料的发展，多层 LTCC 技术可以将电感、电容、电阻、滤波器、天线、 双工器和传输线等无源器件完全集成在介质中，利 用其高集成度可以很容易实现器件的小型化和低成 本，尤其适合于移动通信设备如蓝牙模块、无绳电 话和 WLAN[1,2]。
测量结果与仿真数据基本相符，滤波器中心频率为 2.7 GHz。该滤波器适用于日益小型化的移动通信设备。
关键词: 带通滤波器；传输零点；LTCC 工艺
中图分类号: TN45
文献标识码:A
文章编号:1001-2028（2009）03-0019-04

超宽带微带带通滤波器的设计

超宽带微带带通滤波器的设计

超宽带微带带通滤波器的设计袁伟强;宋树祥;程洋;张勇敢【摘要】为了设计小型化、低插入损耗、宽阻带的滤波器,本文基于缺陷微带结构(defected microstrip structure,DMS)提出一种新型H形DMS结构微带滤波器,利用DMS结构与1/4波长终端短路谐振器设计制作一种小型超宽带微带带通滤波器,并用ADS(advanced design system)软件对该滤波器进行分析及仿真验证,且对所设计的滤波器进行实物加工测试.测试结果表明,该滤波器的相对带宽达到了116%,阻带在-20 dB以下的频段为12~19 GHz,其宽度达到了7 GHz,与理论分析基本一致.该滤波器尺寸为13.7 mm×6.8 mm,同时还具有插入损耗小、结构简单紧凑等优点.%Based on the defected microstrip structure (DMS),a new H-shaped DMS microstrip filter is proposed.A small ultra-wideband microstrip bandpass filter is designed and fabricated using the DMS structure and the 1/4 wavelength shorted resonator.The filter is analyzed and simulated by ADS software.The designed filter is tested by physical processing.The test results show that the relative bandwidth of the filter reaches 116%,and the band with -20 dB is 12-19 GHz and its width is 7 GHz, which is consistent with the theoretical analysis.The size of the filter is 13.7 mm× 6.8 mm,with a small insertion loss,simple structure,and other advantages.【期刊名称】《广西师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(035)004【总页数】7页(P32-38)【关键词】带通滤波器;缺陷微带结构(DMS);超宽带;短路枝节;ADS【作者】袁伟强;宋树祥;程洋;张勇敢【作者单位】广西师范大学电子工程学院,广西桂林 541004;广西师范大学电子工程学院,广西桂林 541004;广西师范大学电子工程学院,广西桂林 541004;广西师范大学电子工程学院,广西桂林 541004【正文语种】中文【中图分类】TN713近些年,超宽带技术蓬勃发展,自2002年美国通信委员会(federal communications commission,FCC)批准超宽带可以商业使用以来,各种超宽带器件的研究逐渐增加。

基于新型CRLH-TL的双通带带通滤波器设计与仿真

耗 。基 于此的 带通 滤波 器结构 紧凑 ， 易于 实现 大 宽带 ， 能优 良 ， 带 内插入 损 耗较好 。 性 通 关键 词 ： 左手介 质 ； 互耦 环 缝谐振 ； 带通滤 波 器 ； 双通 带
中图分类 号 ： Ｎ １ ． Ｔ ７３ ５ 文献标 识码 ： Ａ 文章 编 号 ：６ ３５ ９ （ ０ ８ ０ — ２０ １７ —６ ２ ２ ０ ） ５５ －５ ０
第 ５期 ２０ ０ ８年 １ Ｏ月
｜ ｆ ｒ 国鼋； 研雹ｆ髻摹 舛躇 囊 ＆
Ｊ ｕ ｎ １ｏ ＡＥ Ｔ ｏ ｒ ａ ｆＣ Ｉ
Ｖｏ ． ． １ ３ Ｎｏ ５
Ｏｃ ． ２ ８ ｔ ００
基 于新 型 Ｃ Ｌ Ｔ Ｒ Ｈ． Ｌ的双 通 带 带通 滤 波器 设 计 与 仿 真
（ ） 于金属 开 环 谐 振 器 （ Ｒ ｓ 和 金 属 线 的 左 手 １基 ＳＲ ）
０ 引 言
左 手介 质 （ｅ —ａｄ ｄｍ ｔ ｉ ｓ 是 一 １ ｈｎ ｅ ａｅ ａ ） ｔ ｆ ｒｌ 种具 有 特 殊 电磁 特性 的人 工结 构 ， 它在 一 定 的频段 下 同时 具
材 料 （ ＨＭ） 成 的立 体结 构 ； ２ 基 于其 他 结 构 单 Ｌ 合 （） 元 的 Ｌ Ｍ（ Ｈ 主要 平 面传 输 线 结 构 ） 。后 者 形 成 的异
Ｄ ｕ ｌＢａ ｎｄ ｓ ｌｅ ｉ ｖ ｌＣＲＬＨ ａ ｓ ｉｓｏ ｎｅ ａ ・ ｎｄ Ｂａ ｐａ ｓ Ｆｉ ｒ Ｕｓｎｇ Ｎｏ ｅ ｔ Ｔｒ ｎ ｍ ｓ ｉ ｎ Ｌｉ
Ｗ ＡＮＧ ｉｍｅ ｇ Ｈａ — ｎ
（ ａ ｊ ｇＵ ｉ ｒ ｔ ｏ ｏ ｔ Ｔ ｌ ｏ ｍ ｎｃｔ ｎ ，Ｃ ｌ ｇ ｆ ｏ ｕ ｉ ｔ ｎ ｎ ｎ ｒ ａｉ ｎ ｉｅ ｒ ｇ Ｎ ｎｉ ｎ ｅｓ ｙ ｆ ｓ ｎ ｖ ｉ Ｐ ｓ＆ ｅ ｃ ｍ ｕ ｉ ｉ ｓ ｏ ｅ ｅｏ Ｃ ｍｍ ｎ ａ ｏ ｓａ ｄ Ｉｆ ｍ ｔ ｎ Ｅ ｇｎ ｅｉ ， ｅ ａｏ ｌ ｃｉ ｏ ｏ ｎ Ｎ ｎ ｎ ， １０ ３ ｈｎ ） ａｊ ｇ ２ ０ ０ ，Ｃ ｉａ ｉ

具有谐波抑制特性的 LTCC 带通滤波器新设计

具有谐波抑制特性的 LTCC 带通滤波器新设计戴永胜;韩群飞;尹洪浩;左同生;谢秋月【摘要】提出了一种新型的具有多次谐波抑制功能的低温共烧陶瓷(LTCC)微型带通滤波器,该滤波器电路由电感耦合的四阶谐振腔组成.在一般抽头式梳状线滤波器设计的基础上,引入了交叉耦合,通过改进其结构,形成了多个传输零点,并结合电路仿真以及三维电磁场仿真,辅之以DOE(Design of Ex-periment)的设计方法,设计出了一种尺寸小、频率选择性好、阻带宽的滤波器.实际测试结果与仿真结果吻合较好,中心频率为13.4 GHz,其3 dB带宽为200 MHz,在15.5~35 GHz频率上的衰减均优于20 dB,体积仅为3.2 mm ×1.6 mm ×1.2 mm.所提方法对滤波器谐波抑制的设计具有指导作用.%10.3969/j.issn.1001-893x.2012.12.019【期刊名称】《电讯技术》【年(卷),期】2012(000)012【总页数】5页(P1964-1968)【关键词】带通滤波器;交叉耦合;低温共烧陶瓷;谐波抑制【作者】戴永胜;韩群飞;尹洪浩;左同生;谢秋月【作者单位】南京理工大学电子工程与光电技术学院,南京210094;南京理工大学电子工程与光电技术学院,南京210094;南京理工大学电子工程与光电技术学院,南京210094;南京理工大学电子工程与光电技术学院,南京210094;南京理工大学电子工程与光电技术学院,南京210094【正文语种】中文【中图分类】TN7131 引言随着移动通信、卫星通信及国防电子系统微型化的迅速发展,对微波滤波器的性能、尺寸、可靠性和成本均提出了更高的要求。

高性能的微型LTCC滤波器已成为该领域研究的热点和前沿[1]。

由于LTCC技术具有三维立体集成优势,在微波频段被广泛用来制造各种微波无源元件,实现无源元件的高度集成。

同时,LTCC技术也是实现SIP和SOP技术的重要平台之一。

微带带通滤波器设计

微带带通滤波器设计姓名: 杨凯学号:********** 姓名: 黄子宸学号:********** 姓名: 钱铖学号:********** ****: ***2014年5月目录摘要................................................................................................. - 1 - Abstract............................................................................................... - 1 - 第1 章引言 ...................................................................................... - 3 - §1.1 课题背景和意义 .................................................................. - 3 - §1.2 微带滤波器国内外研究情况............................................... - 5 - §1.3 滤波器的分类...................................................................... - 7 - §1.4 HFSS及ADS 介绍 .............................................................. - 8 - 第2章带通滤波器设计理论............................................................ - 9 - §2.1 带通滤波器的参数 .............................................................. - 9 - §2.2 带通滤波器的设计原型 .................................................... - 10 - §2.3 原型滤波器的元件值的归一化及其计算 ......................... - 12 - 第3章微带带通滤波器的设计与优化 .......................................... - 13 - §3.1 微带线和奇模、偶模特征阻抗......................................... - 13 - §3.2 S 参数 ............................................................................. - 16 - §3.3 设计指标及流程图 ............................................................ - 19 - §3.4 原理图设计........................................................................ - 19 -3.4.1 低通滤波器原型的参数的计算.................................. - 21 -3.4.2 奇模和偶模特性阻抗的计算...................................... - 22 -3.4.3 微带线尺寸的计算 ..................................................... - 23 -3.4.4 HFSS原理图绘制与仿真............................................ - 24 -3.4.5 ADS原理图绘制与仿真.............................................. - 25 -§3.5 微带带通滤波器的优化 .................................................... - 27 -3.5.1 对HFSS结果的优化 .................................................. - 27 -3.5.2 对ADS结果的优化.................................................... - 28 - 结束语............................................................................................... - 30 - 致谢............................................................................................... - 31 - 参考文献 ........................................................................................... - 32 -摘要本文首先介绍了微波滤波器的应用和当前的研究情况。

基于CRLH TL结构的带通滤波器设计与研究

ｂ ｅ ｅ ｎ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇｎ ｅ ｄ ｂｙ ｕｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈｅ ｂｉ ｌ ａ ｙｅ ｒ ｅ ｄ ｓ ｕ ｂｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕｒ ｅ ｃ ｏｍ ｂ ｉ ｎｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈｅ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｔ ｒ ｉ ｐ ｌ ｉ ｎｅ ａ ｎ ｄ ＣＰＷ ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｗｏｒ ｋ．
结 构 紧凑 ， 带宽较大 ， 插 入 损 耗较 小 等 优 点 。ＨＦ Ｓ Ｓ仿 真 结 果 显 示 ， 滤波器 的通带为 ３ ． ４ ～７ ． ２ Ｇ Ｈｚ ， 通 带 内 插 入 损
耗 低 于 一０ ． ５ ｄ Ｂ， 回波 损 耗 小 于 一 １ １ ． ５ ｄ Ｂ 。 因此 ， 该 滤 波 器 可 应 用 于 超 宽 带 无 线 通 信 系统 。 关键词 ： 复合左右手传输线 ； 蘑 菇 型零 阶谐 振 器 ； 带 通 滤 波器 ； 金 属一 绝缘体一 金属（ ＭＩ Ｍ） ； Ｕ 型 槽
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｒ ｉ ｇ ｈ ｔ ／ ／ ｌ ｅ ｆ ｔ — ｈ ａ ｎ ｄ ｅ ｄ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｌ ｉ ｎ ｅ（ ＣＲＬＨ ＴＬ）， ａ ｎ ｏ ｖ ｅ ｌ ｂ ａ ｎ ｄ ｐ ａ ｓ ｓ ｆ ｉ ｌ ｔ ｅ ｒ ｈ ａ ｓ
第３ ５ 卷第 ６ 期
２ ０ １ ３ 年１ ２ 月
压
电
与
声
光
Ｖ ｏ１ ．３ ５ Ｎ Ｏ． ６
Ｄｅ ｃ ． ２Ｏ １３
Ｐ Ｉ Ｅ ＺＯＥＩ Ｅ ＣＴＲＩ Ｃ Ｓ ＆ ＡＣ ＯＵＳ Ｔ０ＯＰＴＩ ＣＳ
文章编号 ： １ ０ ０ ４ — ２ ４ ７ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ — 构 的带 通 滤 波 器 设 计 与研 究
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理想左手传输线由串联电容和并联电感组成，因 此，图 3 所示的谐振单元可以来模仿这种电路的构成形 式: 微带线与该结构单元之间的缝隙等效为串联电容， 该结构单元的中心短截线通过过孔接地等效为并联电 感。 基板参数与耦合微带线滤波器相同。 由于加工精度 的 限 制 , 该单 元馈线 设置 为 近 似50 Ω , 宽 度 Ws =2.8 mm ， 长 度 Fs =5.4 mm ， 过 孔 直 径 为 0.3 mm ， 圆 形 覆 铜 焊 盘 直 径 0.7 mm 。 该 单 元 两 边 臂 长 C=3.2 mm ， 单 元 与 馈 线 缝 隙 为 0.2 mm 。 当 B1=3.6 mm, B2=3.4 mm 时 ， 该 谐 振 单 元 谐 振 于 9 GHz ， 对 该 单 元 结 构 进 行 矩 量 法 仿 真 ， 并 对 端 口 进 行 去 嵌 套 处 理 ， 取 去 嵌 套 距 离 为 Fs， 即 去 嵌 套 边 界 刚 好 取 到缝隙电容边缘。 其传输特性如图 4 所示。 通过调节中 心短截线电感的长度或者馈线与单元间缝隙宽度可以 大范围调谐该结构单元的谐振中心频率。 例如，随着中 心短截线长度的减小， 该谐振单元的谢振频率升高，如 图 5 所示。
内 波 纹 和 良 好 的 截 止 特 性 , 尺 寸 缩 小 了 80% 。
关键词: 复合左右手传输线；带通滤波器；S 参数提取方法
中 图 分 类 号 ： TN603.5
文献标识码： B
文 章 编 号 ： 0258-7998(2011)04-0088-03
Design of compact 9.2 GHz~9.5 GHz band pass filter based on right/left-handed composite transmission line
《 电 子 技 术 应 用 》 2011 年 第 37 卷 第 4 期
通信与网络 Communication and Network
救雷达频段。 与传统的耦合微带线形式的带通滤波器相 比 ， 在 兼 顾 性 能 的 前 提 下 , 其 实 际 占 用 尺 寸 缩 小 了 80% 。 并 且 通 过 将 基 于 有 限 元 的 HFSS 全 波 仿 真 结 果 与 基 于 矩 量 法 的 ADS 仿 真 结 果 和 实 际 测 量 结 果 对 比 ， 分 析 了 该 小型化滤波器的性能。
Wang Heng, Ding Jun, Chen Peilin
（ School of Electronics and Information Engineering , North Western Polytechnical University, Xi ’ an 710129, China ）
Abstract ： In this paper, a novel type of zero -order resonator unit cell is proposed based on the theory of composite right/lefthanded transmission line. With two unit cells of this type, a novel compact 9.2 GHz ~9.5 GHz band pass filter is designed with the comparison of results from full -wave simulation and measurements. The S -parameter retrieval method is utilized to analyze the per formance of the filter. The results show that compared with conventional coupled -microstrip line filter, the occupied size of the pro posed filter reduced by 80% while maintaining comparable low ripples in pass-band and good performance of cut-off characteristics.
为了展宽工作带带宽， 克服单个单元带宽窄的缺
B2
Fs
Ws
G

C
传 输 / dB
B1
频 率 / GHz
图 2 耦合微带线滤波器电路仿真
图 1 中，耦合微带线中心对称。 经过优化仿真，尺寸 优 化 结 果 为 W =2.73 mm , L =5.36 mm ，W1 =1.156 mm , W2 =1.675 mm, W3 =1.702 mm, L1 =5.15mm, L2 =5.08 mm, L3 =5.094 5 mm, S1 =0.487 mm, S2 =1.9 mm, S3 =2.1 mm 。 带 内 插 损 <1 dB, 通 带 波 纹 <0.5 dB 。 最 终 ， 该 滤 波 器 整 体 占 用 尺 寸 约 为 为 19 mm ×36 mm 。 2 基于复合左右手传输线理论的带通滤波器设计
通信与网络 Communication and Network
基于复合左右手传输线的带通滤波器小型化设计 *
王 恒， 丁 君， 陈沛林 （ 西 北 工 业 大 学 电 子 信 息 学 院 ， 陕 西 西 安 710129 ）
摘 要: 提出了一种工作于 X 波段的基于复合左右手传输线理论的零阶谐振器单元。 利用两个这
Key words ： composite right/left-handed transmission line ； band pass filter ； S-parameter retrieval method
1968 年 ， 前 苏 联 科 学 家 VESELAGO 从 Maxwell 方 程 出发分析了电磁波在介电常数 ε 和磁导率 μ 同时为负 的 介 质 中 的 传 播 特 性 [1]， 即 电 磁 波 在 这 种 物 质 中 传 播 时 电场 E、磁场 H 和波矢量 k 成左手关系，定义这种材料 为 左 手 材 料 LHMs (Left Hand Materials) 。 1996 年 和 1999 年 ， 英 国 帝 国 理 工 大 学 的 PENDRY 教 授 分 别 提 出 导 体 杆 (Wires) [2] 和 开 口 谐 振 环 SRRs (Split Ring Resonator) [3] 来 分 别 实 现 负 介 电 常 数 ε 和 负 磁 导 率 μ 。 2001 年 ， 美 国 加 州 大 学 的 SMITH D R 等 人 ， 通 过 组 合 导 体 杆 和 开 口 谐 振 环 阵 列 [4], 首 次 构 造 出 了 微 波 频 段 ε 和 μ 同 时 为 负 的 左 手材料，取得了突破性进展。 复合左右手传输线可以视 为 左 手 材 料 基 于 电 路 理 论 的 实 现 形 式 ， 由 CALOZ 等 人 于 2002 年 提 出 [5] 。 其 左 手 传 输 线 等 效 电 路 是 由 串 联 电 容 与并联电感构成，实际电路形式为交指电容和短截线电 感。 由于寄生参数效应，其等效电路会出现串联电感与
L L1
W
S1 W1
W1 W2
S2
W2 L2
W3 S3
W3 L3
图 1 耦合微带线尺寸
频率决定腔的物理长度， 即当谐振腔的长度为半波长的 整数倍才会发生谐振, 使得器件的尺寸大小受到了限制。 这 样 ，基 模(m=1) 的 微 带 谐 振 腔 长 度 至 少 为 l=1/2·λ。
而 CRLH TL 的 传 播 常 数 可 以 为 负 ( 对 应 传 输 模 式 m=-1,-2… ），可 以 为 正(m=1,2…)，也 可 以 为 零(m=0)， 这就使其具有了零模传输的特性，即零阶谐振特性。 由 理论推导可以看出，此谐振模式与器件的尺寸无关。 进 一 步 运 用 Bloch-Floquet 理 论 推 导 发 现 ， 其 中 心 频 率 只 依 赖于结构本身加载的电容与电感。 因此，这个特性可以 被用来研究实现微波器件的小型化。
时的传输特性曲线
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通信与网络 Communication and Network
频 率 / GHz
dB ( S21 )
频 率 / GHz
图 5 不 同 B1 、 B2 对 应 的 谐 振 频 率 的 改 变
点，将两个图 3 所示的单元级联。 单元级联会使缝隙电 容增大，中心短截线的电感减小，为了使带通滤波器工 作 在 9.2 GHz ~9.5 GHz, 应 在 级 联 状 态 下 对 单 个 单 元 的 臂长进行调谐，并调节两个单元的间距，使其耦合程度 达 到 最 佳 ， 表 现 出 良 好 的 通 带 特 性 。 最 终 ，B1=3.6 mm ， B2 =3.4 mm ，C =3.2 mm ，G =0.2 mm ， 其 他 尺 寸 不 变 。 两 个 单 元 间 距 D=0.8 mm 。 加 上 馈 线 与 单 元 缝 隙 电 容 的 距 离 , 该 结 构 两 单 元 级 联 尺 寸 为 14 mm ×8.2 mm ( 计 入 馈 线 长 度 ) 。 同 样 进 行 去 嵌 套 处 理 ， 距 离 两 馈 线 端 口 距 离 Fs ， 即 去 嵌 套 边 界 取 到 缝 隙 电 容 边 缘 。 其 ADS 矩 量 法 和 HFSS 三维有限元仿真结果如图 6 所示。
在普通微带线中，只有正的谐振模式。 在无耗情况 下 进 行 考 虑 ，βl=mπ, (m=1,2,3 … ), β 为 传 播 常 数 。 谐 振
《 电 子 技 术 应 用 》 2011 年 第 37 卷 第 4 期
传 输 / dB
Via 图 3 本文提出的基于复合左右手传输线的新型谐振单元
频 率 / GHz 图 4 该 单 元 B1 = 3 . 6 mm ， B2 = 3 . 4 mm ， C = 3 . 2 mm