基于复合左右手传输线的带通滤波器小型化设计

为了展宽工作带带宽，克服单个单元带宽窄的缺点，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。

从传输特性曲线可知,在通带内，插入损耗1.5 dB，通带波纹0.5 dB。阻带衰减有一定的恶化，但是在可以接受的范围内。通过MAO S G提出的基于S参数的电磁参数提取方法，得到该结构的折射率n，然后根据等式β=jω·Re(n)得到该结构的色散曲线关系，如图7所示，该结构在工作频率9.2 GHz~9.5 GHz附近β近似于0，使得该器件的尺寸几乎不受1/2工作波长的影响，尺寸得以大大减小。

3 测量结果
　 与传统耦合微带线滤波器相比，该结构实际占用尺寸缩小了80%。两种滤波器的传输特性测量结果如图8和图9所示。耦合微带线滤波器测量结果与仿真结果相差较大，这是由于加工精度的原因，不能精确实现优化结果。复合左右手传输线的测量结果与仿真比较，性能指标基本实现。带内波纹增大，但仍然小于0.6 dB。插入损耗增大，但小于2.7 dB，这是由于基板损耗和厚度变化造成的。
本文提出了一种工作于9 GHz频段的基于复合左右手传输线理论的零阶谐振器单元。该小型化滤波器与基于耦合微带线形式的传统滤波器相比，尺寸缩小了80%，同时保持了相对低的插入损耗和良好的截止特性。
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