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随着无线通信系统的飞速发展，滤波器作为通信系统关键部件，也顺应着发展的要求，不断地朝高性能、小型化、集成化等方向演进。而人工材料(metamaterial)，特别是是缺陷微带结构(defected microstrip structure,DMS)和复合左右手传输线(composite right/left-handed transmission line,CRLH-TL)为新型滤波器的高性能和小型化设计提供了新的思路和方法。本文主要针对微带滤波器的高性能和小型化进行了研究，将人工材料独特的性质应用于滤波器的设计，结合缺陷微带结构(DMS)、复合左右手传输线(CRLH-TL)等一些新技术，提高滤波器的性能，设计和实现了几种新型的低通、带通滤波器。缺陷微带结构(DMS)是人工材料的一种，缺陷微带结构(DMS)具有带隙特性和慢波特性等性质，若将其合理地应用于微波平面电路中可改善微带滤波器的性能。本文提出了多种DMS结构，与传统的DMS比较，新型DMS具有更低的谐振频率和更宽的阻带。基于缺陷微带结构(DMS)的特性，从等效电路模型出发分析缺陷微带结构，设计和实现了五种高选择性、宽阻带的微带低通滤波器。实测结果和仿真结果基本一致，表明了DMS的有效性和实用性。复合左/右手传输线(CRLH-TL)是左手传输线的实现形式，具有同时为负的磁导率和介电常数，复合左右手传输线(CRLH-TL)具有低损耗，宽频带以及特殊的相位响应等特性，其特性用于微带器件可明显提高器件的性能。基于复合左/右手传输线的特性，分析了其等效电路模型，设计了一种超宽带的微带带通滤波器。仿真结果表明：利用CRLH-TL设计的滤波器，性能有较大提高，适合超宽带滤波器的设计。本文提出了新型的DMS结构和CRLH传输线，并将新型缺陷微带结构(DMS)和复合左右手传输线(CRLH-TL)用于微带滤波器的设计。设计满足了滤波器在高性能和小型化的要求，进一步证明了本文所提出的单元结构和所设计的微带滤波器的有效性和实用性。