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基于微带和DGS耦合的谐振器及带通滤波器设计

发布时间:2020-07-02 发布时间:
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0 引言
随着微带线技术的发展,各种微带线谐振器在微带电路中发挥着重要作用,传统的半波长谐振器由于其设计简单而被广泛使用,但其色散曲线是线性的,尺寸会受到谐振频率的限制(只能为λ/2),为此,本文提出了一种基于微带线和DGS相互耦合的左手传输线结构,该结构的色散曲线是非线性的,其谐振器的尺寸可以达到λ/ll,比传统谐振器尺寸有很大减小。

1 谐振器设计
微带线谐振器的谐振频率取决于其相位φ(f)。对于传统微带线谐振器,当φ(f)=β(f)d=nπ,n=l,2,3……,时,通常会发生谐振,其中β(f)为传输线的传播常数,d为传输线的长度,此时,传统谐振器的色散曲线是线性的,其谐振频率只能是f0或f0的整数倍。而左手结构的相位φ(f)=β(f)d=nπ,n=0,±1,±2……,的色散曲线如图1所示,它是非线性的,其谐振频率不受谐振器长度的限制。此外,通过调节结构中元件的参数,可以调节其谐振频率,而且fn也可以为任意频率。


若d为一单元谐振器的长度,N为级连的单元数,为串联谐振频率,为并联谐振频率,那么,当时,一般没有禁带,即为f0。实现该结构的方法主要有两类:一类是通过叉指结构结合过孔的方法,此方法结构复杂,实际制作要求较高;另一类是利用CPW共面波导结构,该方法制作简单,串联电容和并联电感都易于实现。但尺寸较大,且难于集成。本文结合两种方法的优点给出了一种新的传输线单元结构模型,图2所示为新传输线单元的结构图。

图2中的灰色为下层地,黑色为上层微带线,白色为地上刻去的空隙,上下层之间为介质。



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