[发明专利]具有左手性能的双通带滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及一种微波通信信号传输技术领域的双通带滤波器，尤其涉及一种具有左手性能的双通带滤波器。

背景技术

通信系统中的分离和分选信号中，滤波器是至关重要的。滤波器基本上是双端口网络，其可以调整通信系统的频率响应。在某些应用中，例如通信卫星和移动通信设备，将滤波器设计得体积小、重量轻是至关重要的。现有的双通带滤波器(或微带线)绝大多数并不具有左手特性，且尺寸较大。

发明内容

本发明目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种具有左手性能的双通带滤波器，使其通过的信号具有左手特性。同时，减小结构物理尺寸。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

本发明具有左手性能的双通带滤波器，包括接地板、中央传输线、镂空开口谐振环和开口环谐振器，其中镂空开口谐振环蚀刻在接地板上，接地板上设置介质板，中央传输线设置于介质板上，中央传输线两端分别接外部信号输入电缆和输出电缆，中央传输线两侧对称设置两个开口环谐振器，中央传输线的中心位置蚀刻出一条缝隙，所述缝隙两侧的中央传输线上蚀刻出多个通孔至接地板。

优选地，所述中央传输线两端的端部宽度小于中央传输线中部宽度，中央传输线的端部电阻与外部信号输入电缆和输出电缆匹配。

优选地，所述介质板的介电常数为ε＝2.65。

本发明根据左手传输线原理设计，具有0.78GHz到1.52GHz和2.78GHz到3.12GHz.两个通带，只有该频率带内的电磁波可以通过本结构。实现了两个可以单独调节的通带，因结构采用平面集总式电感电容，且根据传输线原理具有等效并联电感和串联电容，所以不仅比传统双通带滤波器的尺寸小，而且具有左手特性。并且因使用平面技术，与同样的传统滤波器比较结构尺寸明显减小。

附图说明

图1：单元结构等效电路图；

图2：单元结构示意图；

图3：SRR结构示意图；

图4：CSRR结构示意图；

图5：三单元样品测量与仿真结果(S21)；

图6：三单元样品测量与仿真结果(S11)。

具体实施方式

下面结合附图对发明的技术方案进行详细说明：

如图2所示，本发明具有左手性能的双通带滤波器，包括接地板ground、中央传输线、镂空开口谐振环CSRR和开口环谐振器SRR，其中镂空开口谐振环CSRR蚀刻在接地板ground上，接地板ground上设置介质板，中央传输线设置于介质板上，中央传输线两端分别接外部信号输入电缆和输出电缆，中央传输线两侧对称设置两个开口环谐振器SRR，中央传输线的中心位置蚀刻出一条缝隙gap，所述缝隙gap两侧的中央传输线上蚀刻出多个通孔至接地板ground。在该缝隙两侧的中央传输线上对称的蚀刻出6个接地通孔。在中央传输线和接地板之间填充介电常数为ε＝2.65的介质板。根据传输线原理，CSRR等效成电路图1中的C_CSRR，L_CSRR，和C_strip，6个金属接地通孔等效为L_via，上表面的两个SRR等效为C_SRR，L_SRR，中央传输线上的缝隙等效为C_gap，中央传输线等效为L_strip。

该结构是将一个CSRR和两个SRR组合，提供串联支路的电容和并联支路的电感。同时利用中央传输线上的缝隙和其上与接地板相连的金属通孔提供另外的串联支路的电容和并联支路的电感。这样就构成两组左手传输线的基本条件(左手传输线的基本条件是具有并联电感和串联电容)。

本发明具体实施例单元结构具体尺寸如下：

介质板厚度h＝0.508mm，介电常数ε＝2.65；

SRR和CSRR尺寸如图3，4所示；

a＝4.5mm.b＝25mm.w＝10mm.d＝1.38mm：

SRR结构与中央传输线之间距离g＝0.2mm。

优选地，所述中央传输线两端的端部宽度小于中央传输线中部宽度，中央传输线的端部电阻与外部信号输入电缆和输出电缆匹配。

优选地，所述介质板的介电常数为ε＝2.65。

当如图5，6所示频段内的电磁波通过本结构时，因微带线上的电流会引起其环绕的磁场的变化，而该磁场恰好垂直于SRR环面，这样磁场震荡会使垂直于SRR环面的B与H反向。因此，SRR产生的磁导率μ就小于零。在相同的频段内，中央传输线与接地板之间的电场垂直于CSRR环面，则该电场发生震荡时，使得CSRR产生的介电常数ε小于零。当某物质的磁导率和介电常数同时小于零时，该物质具有左手特性。