基于srr和ds-csrr的新型可控双通带滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及基于开环谐振器（SRR)与双开口互补开环谐振器（DS-CSRR)的可控双 通带滤波器，采用基本滤波单元的二级级联结构，两个窄通带中心频率分别为1. 〇2GHz和 1. 50GHz，相对带宽分别为2%与3%。该滤波器的优点在于，在对两个通带的中心频率进行设 计和调整时，它们彼此并不产生明显的相互影响，这极大提高了滤波器通带设计的灵活性 与简便性，具有较高的实用价值。
【背景技术】
[0002] 左手材料意指在某一频段内介电常数与磁导率同为负值的材料，由前苏联物理学 家Veselago于1968年首次提出。左手材料与常规材料的不同之处在于，当介电常数与磁 导率同时为负时，电场、磁场与电磁波传播方向构成左手关系，这导致了负折射率、逆多普 勒效应、逆切伦科夫辐射等一系列奇特现象。鉴于这种材料奇异的电磁特性，逐渐出现了其 在微波器件领域的应用，如基于左手材料传输线的前向波方向耦合器、宽带相移器、放大器 等，这些微波器件的显著特点有尺寸小、性能优良、设计新颖等，推进了射频系统设计的小 型化、集成化进程。
[0003] 无线微波通信系统的飞速发展对微波器件的多通带、紧凑小型化等提出了更高要 求，例如将GSM、CDMA及ISM开放的诸频段功能模块集中于同一平台。为了满足这种多通 带整合的要求，出现了双通带微波器件的设计热潮，如天线、整流天线、耦合器、带通滤波器 等。本发明借助SRR与DS-CSSR结构的左手特性，设计出了一款相对带宽、中心频率可独立 调整的双通带窄带滤波器。事实上，由于SRR、DS-SSR及它们的互补结构CSRR、DS-CSRR所 构造的谐振器尺寸比谐振频率处的波长小很多，故而这些结构的应用为微波器件的小型化 设计做出了有益贡献。
[0004] 需要指出的是，基于SRR和CSRR的带宽可控的双通带带通滤波器已经出现并呈现 出了优良性能，但由于在设计相对带宽时缺乏灵活性，故而严重限制了其在多通带射频系 统中的应用。本发明提出的基于SRR和DS-CSRR的双通带滤波器，可以将高通带中心频率 灵活地设计于低通带与二倍低通带中心频率间的任意频点。并且，两个通频带之间实现了 传输零点，这很好地抑制了低通带的高次谐振。
[0005] 通过仿真计算可以得到SRR谐振器与DS-CSRR谐振器间的耦合系数(为两个谐振 器添加集总端口激励)，结果表明，两个谐振器间的耦合系数在谐振频率附近的幅度值低于 12dB，亦即在设计两个谐振器的谐振频率时，可以忽略它们之间的相互影响。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种带宽和中心频率单独可控的双通带滤波器。如图5所 示，本发明提出的可控双通带滤波器由10部分构成，分别是输入端口 1、输出端口 2、第一级 SRR谐振器3、第二级SRR谐振器4、第一级DS-CSRR谐振器5、第二级DS-CSRR谐振器6、上 层介质基板7 (选用材料为R03010,其损耗角正切为0. 0035,相对介电常数为10. 2)、中层 介质基板8 (介质材料的损耗角正切为0. 004,相对介电常数为2. 6)、下层介质基板9 (选用 材料为R03010,其损耗角正切为0. 0035,相对介电常数为10. 2)和接地板10。该滤波器两 个级联部分的分界面11与输入端口所在平面平行，可将滤波器纵向分割为长度依次是12、 1 2'的两部分，第一级SRR谐振器3和第一级DS-CSRR谐振器5处于第一部分中，第二级SRR 谐振器4和第二级DS-CSRR谐振器6处于第二部分中。
[0007] 两级SRR谐振器的外形均如图2所示，具体尺寸有所区别；两级DS-CSRR谐振器的 外形均如图3所示，具体尺寸有所不同。图4给出了该双通带滤波器的等效LC谐振回路。
[0008] 本发明采用的技术方案：
[0009] 基于SRR和DS-CSRR的新型可控双通带滤波器，其特征在于，第一通带(高通带，由 谐振器SRR产生）中心频率为1. 50GHz，相对带宽2% ;第二通带(低通带，由谐振器DS-CSRR 产生）中心频率为1. 02GHz，相对带宽3% ;两通带的等效带内波纹为0. 4dB。
[0010] 所述的基于SRR和DS-CSRR的新型可控双通带滤波器，其特征在于，整个滤波器由 三层介质基板和三层铜导体压缩构成，自上而下依次为SRR层（由第一级SRR谐振器3与第 二级SRR谐振器4组成)、上层介质基板7、中层介质基板8、DS-CSSR层（由第一级DS-CSRR 谐振器5与第二级DS-CSRR谐振器6组成)、下层介质基板9和接地板10。
[0011] 所述的基于SRR和DS-CSRR的新型可控双通带滤波器，其特征在于，整个滤波器可 以被分界面11分割为两级，长度依次为1 2、V，第一级SRR谐振器3和第一级DS-CSRR谐 振器5处于第一级中，第二级SRR谐振器4和第二级DS-CSRR谐振器6处于第二级中。
[0012] 所述的基于SRR和DS-CSRR的新型可控双通带滤波器，其特征在于，组成SRR层的 第一级SRR谐振器3和第二级SRR谐振器4均由结构参数1 8、19、11Q、ln、112、1 13、114、115、116、 117、1 18、119和12。所决定，对第一级SRR谐振器3,这13个参数的值分别是1. 68mm、8. 9mm、 8. 9mm、12. 3mm、12. 3mm、0? 1mm、0? 5mm、12. 8mm、L 1mm、0? 5mm、0? 5mm、L 2mm、L 2mm ;对第二级 SRR谐振器 4,这 13 个参数的值分别是 1. 62mm、8. 9mm、8. 9mm、12. 8mm、12. 8mm、0. lmm、0. 5mm、 14. 1mm、L lmm、0. 5mm、0. 5mm、L 2mm、L 2mm〇
[0013] 所述的基于SRR和DS-CSRR的新型可控双通带滤波器，其特征在于，上层介质基板 7选用材料为如3010，其损耗角正切为0.0035，相对介电常数为10.2，尺寸由1 1、12+12'、15 决定，三个值分别是46mm、77mm、1. 27mm。
[0014] 所述的基于SRR和DS-CSRR的新型可控双通带滤波器，其特征在于，中层介质基板 8选用的介质材料损耗角正切为0. 004,相对介电常数为2. 6,尺寸由h、12+12 '、14决定，三 个值分别是 46mm、77mm、0. 102mm。
[0015] 所述的基于SRR和DS-CSRR的新型可控双通带滤波器，其特征在于，组成DS-CSSR 层的第一级DS-CSRR谐振器5和第二级DS-CSRR谐振器6均由结构参数h、1 2 (第二级 DS-CSRR 谐振器 6 对应的是 V )、123、124、125、126、1 27、128、129、13。、131、1 32、133、134、135、 136、1 37、138、139、1?、和U所决定，对第一级DS-CSRR谐振器5,这22个参数的值分 别 是 46mm>39. lmm>3. 8mm>lmm>10. 85mm>17. 8mm>0. 5mm>15. 9mm>2. 8mm>10. 85mm>3. 25mm> 4. 8mm、0. 5mm、0. 5mm、0. 5mm、13. 8mm、3. lmm、0. 5mm、0. 5mm、0. 5mm、0. 5mm、13. 8mm ;对第二级 DS-CSRR 谐振器 6,这 22 个参数的值分别是 46mm、37. 9mm、3. 8mm、0. 4mm、10. 85mm、17. 8mm、 0? 5mm、15. 9mm、2. 24mm、10. 85mm、2. 65mm、4. 8mm、