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

1、復(fù)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(dú)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(wú)數(shù)科研工作者投入到該領(lǐng)域的研究，復(fù)合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)在微波領(lǐng)域的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。也正因復(fù)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(wú)源器件的小型化上有著非常明顯的優(yōu)勢(shì)。研究和利用復(fù)合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)的左手材料

2、特性，將能夠開(kāi)發(fā)出超小型化的微波無(wú)源器件，對(duì)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(fù)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(kāi)發(fā)出性能優(yōu)良的小型化微波無(wú)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(guò)對(duì)這些諧振器和無(wú)源元件的研究，本文達(dá)到了應(yīng)用復(fù)合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)小型化的微波無(wú)源元件的研究目

3、的，進(jìn)一步推動(dòng)了復(fù)合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)在微波電路系統(tǒng)中的實(shí)用化進(jìn)程，為現(xiàn)代微波電路系統(tǒng)的進(jìn)一步小型化奠定了一定的基礎(chǔ)。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1，分析了在一端開(kāi)路一端短路邊界條件下的復(fù)合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)的負(fù)階諧振特性，提出了一系列在一端開(kāi)路一端短路邊界條件下的小型化復(fù)合左右手傳輸線諧振器結(jié)構(gòu)。利用這些小型化的復(fù)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(jì)，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(fù)合左右手傳輸線諧振器理論，提出了一種新型的LTCC復(fù)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(gè)固有傳輸零點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)?；谶@個(gè)諧振器，本文給出了兩個(gè)LTCC濾波器的設(shè)計(jì)實(shí)例，這兩個(gè)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(fù)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(gè)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(shí)，保證系統(tǒng)性能?；谶@個(gè)電路模型，本文還給出了一系列基于復(fù)合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)的巴倫濾波器的設(shè)計(jì)實(shí)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(shí)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(fù)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(fù)合左右手傳輸線在小型化微波無(wú)源元件上的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了復(fù)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(fù)合左右手傳輸線獨(dú)特的相位傳播常數(shù)可以為負(fù)、為零、為正的特性，開(kāi)展了基于復(fù)合左右手傳輸線的漏波天線和寬帶天線的研究。實(shí)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(fù)合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)的“負(fù)階”諧振模式，