濾波器是由電容、電感和電阻組成的濾波電路。濾波器可以對電源線中特定頻率的頻點或該頻點以外的頻率進行有效濾除，得到一個特定頻率的電源信號，或消除一個特定頻率后的電源信號。
新型SCRLH零階諧振器及其在小型化微帶通濾波器設計中的應用
新型SCRLH零階諧振器及其在小型化微帶帶通濾波器設計中的應用 1968年Veselago提出了左手媒質left-handed material - LHM的概念, 2000年Smith等人通過周期性的排布開縫環諧振器split-ring resonators - SRRs和金屬線wires首次實現了人工的LHM 但是這種LHM結構在微波頻段具有較大的損耗以及較窄的工作帶寬
美國國家儀器嵌入式系統
1 引言
1968年Veselago提出了左手媒質left-handed material - LHM的概念, 2000年Smith等人通過周期性的排布開縫環諧振器split-ring resonators - SRRs和金屬線wires首次實現了人工的LHM 但是這種LHM結構在微波頻段具有較大的損耗以及較窄的工作帶寬為了克服這些缺點2002年V George等人提出了傳輸線型的LHM 目前傳輸線型的左手媒質可以分為兩類即諧振型和非諧振型諧振型LHM一般是通過在主傳輸線上周期性的加載SRR或者對偶開縫環諧振器complementary split ring resonator - CSRR 來合成而非諧振型的LHM則是通過在主傳輸線上周期性的加載串聯電容和并聯電感構成 [6]由于在頻率較高時主傳輸線的寄生效應將起主導作用因此傳輸線型左手媒質都具有混合左右手composite right/left- handed - CRLH的特性
以上這些創新的概念及結構拓展了傳統微波器件的設計思路許多新型的微波器件如諧振器定向耦合器移相器功分器和天線等都被相繼提出尤其是基于LHM的濾波器引起了研究者的廣泛關注由于LHM組元元件的亞波長特性基于LHM的濾波器通常具有尺寸小的優點這恰能滿足現代無線通信系統整機小型化的需求
a物理結構
b集總等效電路模型
圖1 新型SCRLH ZOR的
本文中提出了一種新型的簡化混合左右手simplified composite right/left-handed - SCRLH零階諧振器zeroth-order resonators - ZORs并將其應用于小型化微帶帶通濾波器的設計之中起初ZOR是標準的混合左右手composite right/left-handed - CRLH結構 由于傳統集總元件通常具有高頻色散效應且可供選擇的元件值也是有限的而準集總元件如交指電容的設計相對復雜且具有較大的電尺寸考慮到這些不利因素作者提出了SCRLH ZOR結構本文首先給出了SCRLH ZOR的物理結構及其相應的集總等效電路模型其次基于Bloch理論提取了諧振器的色散和Bloch阻抗特性從而可清晰的觀察到零階諧振現象隨后采用經典的帶通濾波器綜合理論以及耦合系數方法設計了三階Chebyshev微帶帶通濾波器為了滿足耦合強度的要求諧振器級間采用交指電容耦合interdigital caPACitor coupling - IDCC結構而終端采用背槽雙指平行耦合線結構aperture-backed dual-finger parallel-coupled line structure - ADPLS最終根據Ansoft HFSS的仿真及優化結果制作了濾波器實物并將實測同仿真結果進行了比較
2 SCRLH ZOR分析
對稱SCRLH ZOR物理結構及其相應的集總等效電路模型如圖1所示ZOR由微帶高/低阻抗短截線元件接地枝節及輸入輸出端線構成如圖1a所示與物理拓撲相應的等效電路模型如圖1b所示其中接地枝節等效為并聯電感LL高/低阻抗短截線以及傳輸端線段的總效應可由串聯電感LR和并聯電容CR來表征與傳統CRLH傳輸線元胞集總等效電路模型相比ZOR的等效電路中移除了串聯電容的部分這將能極大的簡化諧振器的設計過程此外在感興趣的頻率范圍內ZOR的尺寸是電小的這是
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