基于微帶和DGS耦合的諧振器及帶通濾波器設計

摘要：提出了一種基于缺陷地結構的新型左手傳輸線(xiàn)結構。新結構由微帶線(xiàn)與共面波導通過(guò)上下耦合構成，其中共面波導由缺陷地(DGS)結構設計，串聯(lián)電容通過(guò)介質(zhì)基板上表面的微帶線(xiàn)與共面波導中心導帶耦合而成，并聯(lián)電感則由共面波導與地之間的短截線(xiàn)得到。
關(guān)鍵詞：左手結構；缺陷地；諧振器；帶通濾波器

0 引言
隨著(zhù)微帶線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展，各種微帶線(xiàn)諧振器在微帶電路中發(fā)揮著(zhù)重要作用，傳統的半波長(cháng)諧振器由于其設計簡(jiǎn)單而被廣泛使用，但其色散曲線(xiàn)是線(xiàn)性的，尺寸會(huì )受到諧振頻率的限制(只能為λ／2)，為此，本文提出了一種基于微帶線(xiàn)和DGS相互耦合的左手傳輸線(xiàn)結構，該結構的色散曲線(xiàn)是非線(xiàn)性的，其諧振器的尺寸可以達到λ／ll，比傳統諧振器尺寸有很大減小。

1 諧振器設計
微帶線(xiàn)諧振器的諧振頻率取決于其相位φ(f)。對于傳統微帶線(xiàn)諧振器，當φ(f)=β(f)d=nπ，n=l，2，3……，時(shí)，通常會(huì )發(fā)生諧振，其中β(f)為傳輸線(xiàn)的傳播常數，d為傳輸線(xiàn)的長(cháng)度，此時(shí)，傳統諧振器的色散曲線(xiàn)是線(xiàn)性的，其諧振頻率只能是f0或f0的整數倍。而左手結構的相位φ(f)=β(f)d=nπ，n=0，±1，±2……，的色散曲線(xiàn)如圖1所示，它是非線(xiàn)性的，其諧振頻率不受諧振器長(cháng)度的限制。此外，通過(guò)調節結構中元件的參數，可以調節其諧振頻率，而且fn也可以為任意頻率。

有

若d為一單元諧振器的長(cháng)度，N為級連的單元數，為串聯(lián)諧振頻率，為并聯(lián)諧振頻率，那么，當時(shí)，一般沒(méi)有禁帶，即為f0。實(shí)現該結構的方法主要有兩類(lèi)：一類(lèi)是通過(guò)叉指結構結合過(guò)孔的方法，此方法結構復雜，實(shí)際制作要求較高；另一類(lèi)是利用CPW共面波導結構，該方法制作簡(jiǎn)單，串聯(lián)電容和并聯(lián)電感都易于實(shí)現。但尺寸較大，且難于集成。本文結合兩種方法的優(yōu)點(diǎn)給出了一種新的傳輸線(xiàn)單元結構模型，圖2所示為新傳輸線(xiàn)單元的結構圖。

圖2中的灰色為下層地，黑色為上層微帶線(xiàn)，白色為地上刻去的空隙，上下層之間為介質(zhì)。