[发明专利]利用左右手混合传输线结构的宽带/超宽带微带滤波器

说明书

技术领域：

本发明属于微波技术领域，具体涉及到左右手混合传输线结构以及利用该左右手混合传输线设计的宽带/超宽带微带滤波器。

背景技术：

超宽带技术(UWB：Ultra-Wideband)作为一种新型无线传输技术，以其高速率、低功耗、低复杂度和低功率谱密度等独特优点，是未来无线通信发展的重要方向之一。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。超宽带滤波器是超宽带通信应用平台的主要组件。

微波滤波器是通信系统中必不可缺的器件，它在蜂窝电话、卫星通信以及雷达中得到了广泛的应用。有关微波滤波器的设计理论，很多出版物中有详细介绍。例如，阿泰克口豪斯(Artech House)1980年出版的《微波滤波器，阻抗匹配网络和耦合结构》(Microwave Filters，Impedance-Matching Network，and Coupling Structures)。2006年7月，麦格罗口希尔国际出版公司(McGraw-Hill Press)出版了由亚瑟威廉姆斯(Arthur Williams)和泰勒(Fred J.Taylor)合著的第四版《电子滤波器设计手册》(Electronic Filter Design Handbook，Fourth Edition)。书中给出了基于传统理论，相关各种电子滤波器的电路设计方法，其实现方法如：分布式元件，微带线，波导，带状线等，其中涉及微带线结构的常见结构如下：耦合线微带滤波器，梳状线微带滤波器，发卡型滤波器等。

2006年亚太微波会议(2006 Asia-Pacific Microwave Conference Proceedings)上发表了上海大学Wei Liu等人的“一种使用双环谐振新型微带UWB滤波器”(A Novel UWBFilter Using A New Type of Microstrip Double-Ring Resonators)论文，该文中通过奇偶模技术和信号传输线理论设计了相对带宽80％的超宽带滤波器，不过这个带宽仍然没有完全覆盖FCC(Federal Communications Commission)的开放频段，该滤波器其由两个约2厘米×4厘米的单元级联而成，整体主体尺寸(不计馈线长度)大于4厘米×4厘米，不能满足小型化的需要。

2006年，约翰.威利父子出版社(John Wiley&Sons Press)出版了由美国加州大学洛杉机分校(University of California at Los Angeles)的大竹伊藤(Tatsuo Itoh)和加拿大蒙特利尔工学院(Ecole Polytechnique de Montreal)的克里斯多夫.卡罗兹(Christophe Caloz)合作撰写的关于《电磁超材料异向介质》(ElectromagneticMetamaterials)的书。作为右手传输线的对偶，该书第三章对左手传输线理论及应用作了系统的理论介绍，给出了理想左右手混合传输线的等效电路和传输线方程和传输矩阵。此书从理论上证明了左手传输线因为较传统右手传输线具有更短的物理长度，使得它在减小元件尺寸和降低传输损耗上有其优越性。目前已有利用左手或混合左右手传输线研制天线、窄带滤波器、延时线以及功分器的报道。