[实用新型]基于简化对偶复合左右手传输线单元的超宽带带通滤波器

说明书

技术领域

本实用新型属于微波通信技术领域，主要涉及简化对偶左右手传输线结构以及利用该结构设计的超宽带带通滤波器。

背景技术

2002年，美国联邦通信委员会(FCC)将3.1GHz~10.6GHz的频段开放为自由室内无线短距离通信频段，由于超宽带(UWB)系统具有高速率、低功耗、低复杂度和低功率谱密度的独特优点，被认为是未来无线通信重要发展方向之一。作为现代通信系统关键部件的超宽带带通滤波器，更是受到了越来越多研究人员的重视。

由于传统滤波器理论是基于窄带假设的基础之上的，很难用来设计UWB带通滤波器。目前采用高低通滤波器级联的方法可以实现UWB带通滤波器，该方法能很好地满足UWB的通带要求，但是电路尺寸不够紧凑。2004年，C. Caloz，T. Itoh等人提出了复合左右手传输线结构，由于其具有左手特性，将其应用于UWB滤波器设计，能很好地减小电路的物理尺寸，但是电路实现较为复杂。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于简化对偶复合左右手传输线单元的超宽带带通滤波器，该滤波器具有3.1GHz~10.6GHz的通带，能很好地满足现代通信系统的多频带和宽频带要求。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：一种基于简化对偶复合左右手传输线单元的超宽带带通滤波器，该滤波器包括至少一个具有高通特性的简化对偶复合左右手传输线单元和至少一个具有低通特性的简化对偶复合左右手传输线单元，这两个对偶复合左右手传输线单元之间级联；实现高通特性的简化对偶复合左右手传输线单元包括串联的第一电容C₁、第二电容C₂、并联支路上串联的第三电容C₃、第一电感L₁，第一电容C₁、第二电容C₂关于该并联支路对称；实现低通通特性的简化对偶复合左右手传输线单元包括串联的第二电感L₂、第三电感L₃、并联支路上串联的第四电容C₄和第四电感L₄，第二电感L₂、第三电感L₃关于该并联支路对称。

该滤波器由上到下分别是第一金属层、上介质层、第二金属层、下介质层和接地板，其中，串联的第一电容C₁、第二电容C₂由位于第一金属层和第二金属层的第一metal-insulator-metal电容、第二metal-insulator-metal电容实现，并联支路上的第三电容C₃由第一金属层的微带与下介质层中的金属柱构成的平板电容实现，第一metal-insulator-metal电容、第二metal-insulator-metal电容正下方的接地板上分别蚀刻有第一矩形槽和第二矩形槽；金属柱通过一段第一窄微带线接地，金属柱和第一窄微带线周围的接地板蚀刻有窄槽，从而实现并联支路上的第一电感L₁；其中，串联的第二电感L₂、第三电感L₃由第一金属层上的第二窄微带线和第三窄微带线实现，并联支路上的第四电容C₄由第一金属层的微带与下介质层中的金属柱构成的平板电容实现，金属柱通过一段第四窄微带线接地，金属柱和第四窄微带线周围的接地板蚀刻有窄槽，从而实现并联支路上的第四电感L₄。

所述的第一电容C₁和第二电容C₂相等，第二电感L₂和第三电感L₃相等。

本实用新型与现有技术相比，其显著优点：本实用新型利用简化对偶左右手传输线单元分别实现高通特性和低通特性，设计方法简单易行，根据通带范围就能确定结构参数，并且有效地降低了电路的复杂度。

附图说明

图1是根据本实用新型提出的主体结构示意图。

图2是根据本实用新型提出的等效电路原理图。

图3是根据本实用新型仿真得到的S参数和群时延图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。