基于復合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)的小型化微波無源元件研究.pdf

1、復合左右手傳輸線作為一種新型的傳輸線結(jié)構(gòu)，它能在低于轉(zhuǎn)換頻率的低頻階段，呈現(xiàn)出左手材料結(jié)構(gòu)特性，而在高于轉(zhuǎn)換頻率的高頻階段，它又呈現(xiàn)出右手材料特性。正是由于如此獨特的電氣性能，它在近10年內(nèi)已成為全球的一大熱門研究課題，無數(shù)科研工作者投入到該領(lǐng)域的研究，復合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)在微波領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛。也正因復合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)在低頻階段呈現(xiàn)左手特性，其在微波無源器件的小型化上有著非常明顯的優(yōu)勢。研究和利用復合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)的左手材料

2、特性，將能夠開發(fā)出超小型化的微波無源器件，對目前日益小型化的軍用和民用微波電路系統(tǒng)都有著積極而重要的意義。
　　本文主要研究基于復合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)的小型化諧振器，并且利用這種小型化諧振器開發(fā)出性能優(yōu)良的小型化微波無源元件，包括單通帶帶通濾波器，雙通帶帶通濾波器，巴倫帶通濾波器，雙工濾波器，三工濾波器，漏波天線以及寬帶諧振天線等。通過對這些諧振器和無源元件的研究，本文達到了應(yīng)用復合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)小型化的微波無源元件的研究目

3、的，進一步推動了復合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)在微波電路系統(tǒng)中的實用化進程，為現(xiàn)代微波電路系統(tǒng)的進一步小型化奠定了一定的基礎(chǔ)。本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　1，分析了在一端開路一端短路邊界條件下的復合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)的負階諧振特性，提出了一系列在一端開路一端短路邊界條件下的小型化復合左右手傳輸線諧振器結(jié)構(gòu)。利用這些小型化的復合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)諧振器，給出了一系列濾波器的設(shè)計，包括單通帶帶通濾波器、雙通帶帶通濾波器等。這些濾波器均具有非常小的

4、體積以及優(yōu)良濾波性能。
　　2，結(jié)合低溫共燒陶瓷組件（LTCC）技術(shù)和復合左右手傳輸線諧振器理論，提出了一種新型的LTCC復合左右手傳輸線諧振器，這種諧振器具有超小型化的體積和能夠引入一個固有傳輸零點的優(yōu)點。基于這個諧振器，本文給出了兩個LTCC濾波器的設(shè)計實例，這兩個濾波器都有著超小型化的體積，并且濾波性能優(yōu)良。
　　3，提出了一種新穎的基于復合左右手傳輸線諧振器結(jié)構(gòu)的平衡濾波器電路模型，這種電路模型能夠很好的在一個單元模

5、塊中集成巴倫和濾波器的電路功能，在極大的減小了系統(tǒng)體積的同時，保證系統(tǒng)性能?；谶@個電路模型，本文還給出了一系列基于復合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)的巴倫濾波器的設(shè)計實例，包括平面巴倫濾波器和LTCC巴倫濾波器。這些巴倫濾波器均實現(xiàn)了非常好的濾波特性和巴倫特性，并且體積極小。
　　4，采用共諧振技術(shù)和復合左右手傳輸線諧振器技術(shù)，分別提出了一種新穎的小型化雙工濾波器結(jié)構(gòu)和一種小型化三工濾波器結(jié)構(gòu)。這種新型的雙工濾波器和三工濾波器體積極小，比傳統(tǒng)

6、的雙工濾波器和三工濾波器體積小50％到70%以上，并且性能優(yōu)良，充分體現(xiàn)了復合左右手傳輸線在小型化微波無源元件上的優(yōu)勢，實現(xiàn)了復合左右手傳輸線在雙工濾波器和三工濾波器上的小型化研究目的。
　　5，利用復合左右手傳輸線獨特的相位傳播常數(shù)可以為負、為零、為正的特性，開展了基于復合左右手傳輸線的漏波天線和寬帶天線的研究。實現(xiàn)可以在全平面內(nèi)掃描的1維漏波天線、圓極化漏波天線以及2維漏波天線等；并結(jié)合復合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)的“負階”諧振模式，