利用Hilbert形互补环形谐振器提升高性能低通滤波器选择性

0 下载量 130 浏览量 更新于2024-08-27 收藏 1.22MB PDF 举报
"希尔伯特形状互补环形谐振器及其在高性能高选择性低通滤波器中的应用" 本文深入探讨了一种新颖的单负 metamaterial (MTM) 传输线,该传输线由地平面上的希尔伯特形状互补环形谐振器(H-CRR)组成。希尔伯特形状互补环形谐振器是一种独特的电磁结构,其设计灵感来源于数学中的希尔伯特曲线,这种曲线具有分形特性,可以实现非平凡的电磁响应。 在深入研究了H-CRR的电磁特性后,作者们基于提出的MTM传输线设计并开发了一个六节Hi-Lo微带低通滤波器(LPF)。该滤波器的截止频率设定为2.5GHz。实验测量结果表明,通过集成H-CRR,滤波器的选择性得到了显著提升,达到了77.3dB/GHz,这主要得益于单负介电常数特性。单负材料的独特性质使得谐振器能够在特定频率范围内展现出负的介电常数和磁导率,从而增强滤波性能。 此外,通过在低阻抗段蚀刻冠状正方形结构,滤波器的20dB回波损耗带宽明显增加了26.2%,这意味着滤波器的通带更加宽广,信号传输更稳定。同时,滤波器在通带内的最大旁瓣电平也从22dB降低,这进一步提升了滤波器的抑制性能,降低了杂散信号的影响,使得滤波效果更加纯净。 希尔伯特形状互补环形谐振器的应用展示了在微波和射频领域中,利用分形几何设计的新型电磁元件可以显著提升电路性能。这种创新设计不仅提高了滤波器的选择性和带宽,还降低了旁瓣电平,对于无线通信、雷达系统以及信号处理等领域具有重要的实际应用价值。通过这种技术,工程师可以设计出具有更高性能指标的滤波设备,满足对信号质量和传输效率日益增长的需求。