50、超材料带阻滤波器分析：简要综述

超材料带阻滤波器分析：简要综述

1. 引言

在现代无线通信系统中，滤波器是必不可少的组件。它们在各种射频和微波应用中，能够让特定频段的频率信号通过，或者将其阻隔。随着无线通信技术的不断进步，市场对尺寸紧凑、成本低廉且性能卓越的滤波器的需求与日俱增。为了满足这一需求，平面技术应运而生，被应用于滤波器的设计当中。同时，为了克服平面技术的缺陷，人们也在不断探索各种工具和技术，旨在设计出性能更优、复杂度更低的滤波器。

近年来，超材料谐振器，特别是分裂环谐振器（SRRs）和互补分裂环谐振器（CSRRs），凭借其独特的电磁特性，在滤波器设计领域引起了广泛关注。SRR 在谐振频率附近会产生负的有效磁导率（μ），而 CSRR 作为 SRR 的互补结构，通过蚀刻 SRR 的负像得到，会产生负的有效介电常数（ε）。目前，已经有多种基于超材料谐振器的滤波器结构被提出，例如耦合线滤波器、缺陷微带线（DML）、缺陷接地平面（DGS）等。其中，DGS 滤波器因其结构简单、效率高且易于使用而备受青睐。与 SRR 耦合到传输线两侧的滤波器相比，CSRR 滤波器具有更深的抑制水平和更宽的抑制带宽。

本文对不同互补谐振器在微带传输线带阻滤波器设计中的应用进行了比较分析。从文献中选取了六种超材料谐振器，首先对它们的尺寸进行优化，使其在 3 GHz 频率下实现带阻功能，然后基于不同的滤波器特性，如单元尺寸、整体尺寸、3 dB 带宽、插入损耗、品质因数（Q）、群延迟和形状因子等，进行了对比研究。通过这项研究，能够帮助用户根据具体需求选择最合适的滤波器配置。

2. 设计与仿真方法

为了设计滤波器，采用了介电常数（εr）为 4.4、损耗角正切（tan δ）为 0.025、厚度（h）