[实用新型]基于异相传输线微带带通滤波器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种新型滤波器，尤其涉及一种基于异相传输线微带带通滤波器。

背景技术

在自然界中，物质的介电常数ε与磁导率μ的实部变量都为正值，当然也有例外，如在低频频段，等离子体介质的ε为负。如果仅仅是ε为负或者仅仅是μ为负时，电磁波在这类介质中衰减很快，不能传播。然而，如果ε与μ同时为负时，电磁波在这类介质中仍旧可以传播。

新型人工电磁媒质概念的提出可追朔到上世纪60年代。在前苏联科学家Veselago所发表的一篇论文中，假想了一种介电常数ε和磁导率μ都是负数的物质，并指出在这种物质里有许多奇特的电磁现象，例如电场、磁场和波矢之间构成左手关系、电磁波负折射、负的切伦科夫效应、反多普勒效应等。Veselago称这种假想的物质为左手媒质(left-handed materials)。之后有学者又称为双负媒质(double negative materials)或负折射率媒质(negative refractive index material)。然而，自然界多数材料的ε和μ值大多数同时为正，也有少数材料ε和μ的某一个呈现负值，但找不到ε和μ同时为负的天然媒质。由于无法从真实材料在实验上观察和研究左手媒质的奇异特性，相应的研究一直到上世纪九十年代才得以重视。

从上世纪九十年代开始，随着人工周期性结构的发展，科学家们开始使用周期结构实现人工的左手媒质，使后者的研究出现新的生机。1996年，英国皇家学院的Pendry教授提出用细金属线阵列结构在微波段构造出有效介电常数为负值的人工电磁媒质后，Pendry等学者又在1999年提出利用开口金属谐振环(简称SRR)的周期性排列结构在微波段实现负的磁导率。不久，新型人工电磁媒质的研究引来了它的第一个里程碑：Smith等人将实现负介电常数和负磁导率的两种结构结合，也就是将周期性排布的细铜导线和开口金属谐振环搭配在一起，首次制造出在微波段同时具有负介电常数和负磁导率的人工复合媒质，即左手媒质，并成功地从实验观察到负折射现象[6]。这一重大实验研究成果在当年的《Science》上发表，引起国际强烈反响，左手媒质的研究也成为国际物理学界和电磁学界以及其他相关交叉学科的研究热点。之后，基于科学家们在理论和实验上的多项发现，左手媒质的研究被《Science》杂志评为2003年度全球十大科学进展之一，以及2004年度国际物理学会最具影响的研究进展，引起全球瞩目。随着国内外学术界、关于此问题的理论和实验十分活跃，出现了许多新的成果。美国详细研麻省理工学院孔金欧教授究了电磁波在这类介质中的电磁特性建议命名为异向介质，以突出电磁波在这类介质中所表现的不同特性。

随着无线通信的个人化、宽带化，越来越要求人性化、高性能的终端结构，促使包括滤波器在内的射频元器件的微型化、可集成化，应运产生了各种结构和性能的射频滤波器以满足体积小、重量轻的要求。随着滤波器设计理论的深入研究、材料领域的不断进步及工作频率的日益升高，滤波器设计由原先的集总参数元件滤波器逐渐扩展到分布参数元件滤波器。随着陶瓷材料，及异向介质等新型材料的发展，新型滤波器的应用得到了迅速发展。近年来，小型化的趋势促进了各种类型微带线滤波器的发展，异相介质作为一种新型材料，可用于设计出极低损耗和极小尺寸的新颖微波滤波器。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种频带宽、结构紧凑，插损小，高带外抑制的S波段的基于异相传输线微带带通滤波器。

通过下面的技术方案解决上述技术问题：

一种基于异相传输线微带带通滤波器，包括印刷电路板，印刷电路板由输入电路、异相传输电路、异相传输单元串联电容等效电路、异相传输单元并联电感等效电路、输出电路、介质基板，接地电路和金属腔构成；

其中，接地电路包括接地金属片；

输入电路和输出电路分别连接并联的多个异相传输单元的两端；

在金属腔内设置有微带金属片、介质基板和接地金属片，接地金属片置于金属腔的底面上，介质基板置于接地金属片上，微带金属片置于介质基板上，微带交指电容与微带短截电感连接。

优选的，上述异相传输单元采用串联微带交指电容与并联微带短截电感。

优选的，上述异相传输电路包括六阶异相传输单元。

优选的，上述异相传输单元串联电容等效电路与异相传输单元并联电感等效电路连接，并且，异相传输单元串联电容等效电路和异相传输单元并联电感等效电路均与微带传输线连接。