一种零阶谐振器在接地层中蚀刻出互补开口谐振环；在微带信号线上蚀刻出缝隙电容；缝隙电容位于互补开口谐振环的正上方。方法对零阶谐振器的各个参数给定一个初值；初值对零阶谐振器进行布洛赫分析得到谐振频率ｆ↓［１］；调整参数直到ｆ↓［１］和ｆ↓［０］相等为止；对谐振频率ｆ↓［０］附近的输入导纳计算，求出零阶谐振器的导纳斜率参量。窄带滤波器有互补开口谐振环，具有多个零阶谐振器与多个Ｊ－转换器交替排列构成。本发明专利技术的零阶谐振器采用互补开口谐振环使其其电纳斜率参量大，利用零阶谐振器实现的滤波器可具有较窄的带宽。窄带滤波器在通信系统中可用于不同信道间信号的分离；用于许多射频／微波测量仪器的中频窄带滤波器，以获得好的频率分辨率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微波
，具体涉及一种微波滤波器。
技术介绍
微波滤波器在射频/微波系统(比如无线通信系统、雷达系统) 中起着非常重要的作用。现代无线通信技术的快速发展对微波滤波 器提出了越来越高的要求——性能好、尺寸小、重量轻、成本低等等。 许多传统的结构和设计方法已无法满足系统的需求，这使得许多研 究人员和工程师开始不停地探索新型的滤波器设计方法Jia-Sheng Hong, M. J. Lancaster, "Microstrip Filters for RF Microwave Application,,， John Wiley & Sons, Inc。人工电磁材料是近年来国际物理学和电磁学发展的一个全新的 研究领域。所谓人工电磁材料是指将人造单元结构周期性排列形成 的具有特殊电磁特性的材料，目前主要包括左手结构R. A.Shelby, D. R. Smith, S. Schultz, "Experimental Verification of a Negative Index ofRefraction," Sc/e"ce， vol.292, pp.77-79, 2001;电磁带隙结构 D. Sievenpiper， L. J. Zhang, and R. F. Jimenez Broas， et.al" "High-Impedance electromagnetic surfaces with a forbidden frequency band", IEEE Trans. Microw. Theory Tech, 1999, 47, (11), pp. 2059-2074;缺陷地结构 D. Ahn, J. S. Kim, C. S. Kim， et.al" "A design of the low-pass filter using the novel microstrip defected ground structure", IEEE Trans. Microw. Theory Tech, 2001, 49, (1), pp. 86-93; 以及频率选择性表面 R. Pous and D. Pozar, "A frequency-selective surface using aperture-coupled microstrip patches", IEEE Trans Antennas Propagation 39 (1991)， 1763-1769等等。人工电磁材料突破4了传统电磁场理论中的一些重要概念，其研究成果必将在许多重要 领域中有重大应用前景。人工电磁材料为微波滤波器的设计提供了许多新的思路。比如开口谐振环结构(Split Ring Resonators —SRRs)和互补开口谐振环结构 (CSRRs)已被成功地应用到一些微波滤波器的设计中 F. Falcone,T. Lopetegi, J.D.Baena，et.al,"Effective negative-stopband microstrip lines based on complementary split ring resonators," /五五五M.crow. ,e/m C蘭戶.丄e"., vol. 14, no. 6， pp. 280-282, Jun. 2004; P. Mondal， M. K. Mandal， A. Chaktabarty, et.al.， "Compact bandpass filters with wide controllable fractional bandwidth," ZE朋M/crowave awd Wre/ew Co附/ owW51丄e"e^s， vol.16, no. 10, pp.540-542, Oct. 2006; C. Li, K. Y. Liu, F. Li, "Design of microstrip highpass filters with complementary split ring resonators," ￡7ec//-o"/os丄e"e/^s, vol.43, no.l,Jan. 2007。 SRR结构最早是被用来实现左手材料，而CSRR则是SRR 的对偶结构，可以通过在接地金属平面上蚀刻出SRR结构的缝隙来 实现。文献的研究表明，在微带电路中加载SRRs或CSRRs结构， 可以有效地抑制谐振频率附近的信号传播，从而设计出新型带阻滤 波器。在文献中，CSRR结构被用于设计新型高通滤波器，该滤波 器具有非常陡峭的带外抑制特性。在微波带通滤波器中，中等带宽滤波器实现起来相对容易，而 宽带和窄带滤波器则较难实现，而后两种滤波器却有其特殊的应用
技术实现思路
为了解决现有窄带滤波器技术较难实现的问题，本专利技术的目的 是利用互补开口谐振环(CSRRs)结构，设计一种新型的零阶谐振器， 该谐振器的电纳斜率参量比普通微带谐振器大很多，在此基础上， 利用这种谐振器合成新型窄带带通滤波器，为此，本专利技术提供一种 零阶谐振器、窄带带通滤波器及优化设计方法。5为了实现所述的目的，本专利技术第一方面，提供一种零阶谐振器， 其技术方案是在接地层中蚀刻出互补开口谐振环；在微带信号线上蚀刻出缝隙电容；缝隙电容位于互补开口谐振环的正上方。根据本专利技术的实施例，所述互补开口谐振环的外环宽度和内环宽 度相等或不相等，外环和内环具有的不同半径分别是r。ut和^，外环 和内环的开口方向相反。根据本专利技术的实施例，所述微带信号线具有一线宽。所述缝隙 电容具有一缝宽。为了实现所述的目的，本专利技术第二方面，提供一种对零阶谐振 器的分析优化设计方法，其设定的目标是设计谐振频率为/o的零阶谐振器；歩骤1:对零阶谐振器的各个参数r。ut， rin， ^， g， g"P， /， W给定一个初值；步骤2:根据给定的初值对零阶谐振器结构进行布洛赫分析，得到谐振频率为/1;步骤3:如果/!和/。相等，则跳至步骤4，否则调整步骤l中的 参数，重新按照步骤2进行布洛赫分析，直到力和/。相等为止；步骤4:对谐振频率f0附近的输入导纳进行计算，求出零阶谐振器的导纳斜率参量b。为了实现所述的目的，本专利技术第三方面，提供一种窄带滤波器，包含互补开口谐振环结构，具有多个零阶谐振器；具有多个 J-转换器；多个零阶谐振器与多个J-转换器交替排列构成。根据本专利技术的实施例，所述零阶谐振器包括在接地层中蚀刻出 互补开口谐振环；在微带信号线上蚀刻出缝隙电容；缝隙电容位于 互补开口谐振环的正上方。根据本专利技术的实施例，所述多个J-转换器中，每个J-转换器由 一个微带交指形电容两端各连接一段负电长度传输线构成；这些负6电长度传输线要从相邻零阶谐振器的微带信号线中扣除，扣除后的 合成信号线将微带交指形电容和缝隙电容连接起来。根据本专利技术的实施例，所述的多个微带交指形电容中，不同的微 带交指形电容具有不同的交指长度和不同的交指间隙。根据本专利技术的实施例，所述滤波器具有一总长度是多个零阶谐 振器与多个J-转换器的长度组成。本专利技术的优点及积极效果本专利技术的零阶谐振器由于包含互补 开口谐振环结构，其电纳斜率参量较大。利本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种零阶谐振器，其特征在于： 在接地层（１）中蚀刻出互补开口谐振环（２）； 在微带信号线（３）上蚀刻出缝隙电容（４）； 缝隙电容（４）位于互补开口谐振环（２）的正上方。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李超，李芳，
申请(专利权)人：中国科学院电子学研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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