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基于复合左右手传输线的带通滤波器小型化设计*

2011-08-13陈沛林

电子技术应用 2011年4期

王 恒,丁 君,陈沛林

(西北工业大学 电子信息学院,陕西 西安 710129)

1968年,前苏联科学家VESELAGO从Maxwell方程出发分析了电磁波在介电常数ε和磁导率μ同时为负的介质中的传播特性[1],即电磁波在这种物质中传播时电场E、磁场H和波矢量k成左手关系,定义这种材料为左手材料LHMs(Left Hand Materials)。1996年和1999年,英国帝国理工大学的PENDRY教授分别提出导体杆(Wires)[2]和开口谐振环SRRs(Split Ring Resonator)[3]来分别实现负介电常数ε和负磁导率μ。2001年,美国加州大学的SMITH D R等人,通过组合导体杆和开口谐振环阵列[4],首次构造出了微波频段ε和μ同时为负的左手材料,取得了突破性进展。复合左右手传输线可以视为左手材料基于电路理论的实现形式,由CALOZ等人于2002年提出[5]。其左手传输线等效电路是由串联电容与并联电感构成,实际电路形式为交指电容和短截线电感。由于寄生参数效应,其等效电路会出现串联电感与并联电容,而串联电感与并联电容构成传统的右手传输线。因此理想左手传输线并不存在,而是以复合左右手传输线的形式存在。

通信系统中经常采用带通滤波器来抑制寄生信号。随着微波毫米波技术的快速发展,通信系统对微波滤波器提出了更高的性能要求,例如小型化、低插入损耗、高阻带衰减。而复合左右手传输线,已经被广泛应用于滤波器领域。作为一般微波器件,基于其零阶谐振特性,其尺寸可以突破二分之一工作波长的限制。近来,这种传输线已经被用来实现超宽带滤波器的小型化[6]。其电路形式除交指电容和短截线电感之外,还有平面蘑菇形式[7]、过孔蘑菇形式[8]以及互补谐振环与开缝微带线组合的形式[9]等。……

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