基于復(fù)合左右手傳輸線的帶通濾波器小型化設(shè)計(jì)

為了展寬工作帶帶寬，克服單個單元帶寬窄的缺點(diǎn)，將兩個圖3所示的單元級聯(lián)。單元級聯(lián)會使縫隙電容增大，中心短截線的電感減小，為了使帶通濾波器工作在9.2 GHz~9.5 GHz, 應(yīng)在級聯(lián)狀態(tài)下對單個單元的臂長進(jìn)行調(diào)諧，并調(diào)節(jié)兩個單元的間距，使其耦合程度達(dá)到最佳，表現(xiàn)出良好的通帶特性。最終，B1=3.6 mm，B2=3.4 mm，C=3.2 mm，G=0.2 mm，其他尺寸不變。兩個單元間距D=0.8 mm。加上饋線與單元縫隙電容的距離,該結(jié)構(gòu)兩單元級聯(lián)尺寸為14 mm×8.2 mm(計(jì)入饋線長度)。同樣進(jìn)行去嵌套處理，距離兩饋線端口距離Fs，即去嵌套邊界取到縫隙電容邊緣。其ADS矩量法和HFSS三維有限元仿真結(jié)果如圖6所示。

從傳輸特性曲線可知,在通帶內(nèi)，插入損耗1.5 dB，通帶波紋0.5 dB。阻帶衰減有一定的惡化，但是在可以接受的范圍內(nèi)。通過MAO S G提出的基于S參數(shù)的電磁參數(shù)提取方法，得到該結(jié)構(gòu)的折射率n，然后根據(jù)等式β=jω·Re(n)得到該結(jié)構(gòu)的色散曲線關(guān)系，如圖7所示，該結(jié)構(gòu)在工作頻率9.2 GHz~9.5 GHz附近β近似于0，使得該器件的尺寸幾乎不受1/2工作波長的影響，尺寸得以大大減小。

3 測量結(jié)果
　 與傳統(tǒng)耦合微帶線濾波器相比，該結(jié)構(gòu)實(shí)際占用尺寸縮小了80%。兩種濾波器的傳輸特性測量結(jié)果如圖8和圖9所示。耦合微帶線濾波器測量結(jié)果與仿真結(jié)果相差較大，這是由于加工精度的原因，不能精確實(shí)現(xiàn)優(yōu)化結(jié)果。復(fù)合左右手傳輸線的測量結(jié)果與仿真比較，性能指標(biāo)基本實(shí)現(xiàn)。帶內(nèi)波紋增大，但仍然小于0.6 dB。插入損耗增大，但小于2.7 dB，這是由于基板損耗和厚度變化造成的。
本文提出了一種工作于9 GHz頻段的基于復(fù)合左右手傳輸線理論的零階諧振器單元。該小型化濾波器與基于耦合微帶線形式的傳統(tǒng)濾波器相比，尺寸縮小了80%，同時(shí)保持了相對低的插入損耗和良好的截止特性。
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