基于复合左右手传输线的超宽带滤波器设计

本文基于复合左右手传输线理论提出了一种设计超宽带滤波器的新方法。该方法从传输的幅度和相位出发,利用微带线结构构建复合左右手传输线,通过控制复合传输线的左手响应频率和右手响应频率来构建微波带通结构。通过在微带线上采用缺陷地板结构物理上实现负等效介电常数,得到低通特性;采用微带线加载交指电容实现负等效磁导率,得到高通特性。最终通过将两种情况组合,构建具有较强左手特性和较弱右手特性的复合传输线,完成基于微带线结构的超宽带滤波器设计。文中给出的仿真结果和实测结果吻合良好,有利的证明了该方法的有效性和实用性。     

复合左右手传输线的小型超宽带滤波器设计

基于复合左右手传输线的原理,设计了一款新型超宽带滤波器,结构简单且尺寸只有0.5 cm×1.5 cm,左手电容是由微带线结构耦合形成,左手电感由接地短截线形成.通过仿真结果与实物测试可知超宽带滤波器的带宽为3.3～10.2 GHz,插入损耗小于1dB,回波损耗小于-12.5 dB.该滤波器可用于超宽带无线通信系统中.     

一种X型宽带复合左右手传输线的设计与分析

为了实现宽带复合左右手传输线,提出并设计了一种反对称X型周期性左右手传输线结构.建立了结构的集总参数等效电路模型,并通过提取等效电路的元件值和S参数仿真,验证了传输线结构的谐振特性.采用参数反演算法对传输线结构的本构参数进行了提取和分析,证实了该结构具有1.6 GHz的带宽,其中在10.08～10.9 GHz呈现左手特性,在9.3～10.08 GHz呈现右手特性,属于宽带左右手传输线结构.最后,应用印刷电路板技术制作了X型复合左右手传输线,并利用平板波导系统对其S参数进行了测试,实验测试结果和仿真结果吻合较好,证明了所设计的左右手传输线结构的有效性.为宽带左右手传输线结构的设计和分析提供了一种手段.     

多通带复合左右手传输线的设计与仿真

提出一种具有两组复合左右手通带的平面传输线结构.与传统左手微带线相比,本结构利用连有金属折线的矩形贴片和接地板上T形DGS(defected ground structures)结构形成一组新的左手通带和右手通带.为了使左右手通带间禁带闭合,用梯形贴片及接地板上交趾DGS结构代替上述结构,最终实现具有两个零级谐振频率点的平面传输线.结构的仿真结果与利用等效电路和Bloch-Floquet原理得到的理论结果及测量结构都符合较好.这种新颖的具有多通带的复合左右手传输线可应用于多通带微波器件设计.     

复合左右手传输线的小型超宽带滤波器设计

基于复合左右手传输线的原理,设计了一款新型超宽带滤波器,结构简单且尺寸只有0.5 cm×1.5 cm,左手电容是由微带线结构耦合形成,左手电感由接地短截线形成。通过仿真结果与实物测试可知超宽带滤波器的带宽为3.3~10.2 GHz,插入损耗小于1 dB,回波损耗小于–12.5 dB。该滤波器可用于超宽带无线通信系统中。     

复合左右手传输线平衡点的三点快速优化方法

提出了一种基于遗传算法的快速优化算法,使复合左右手传输线达到平衡状态且拥有较低的回损值.算法使用商用软件分析出两个级联单元在3个邻近频率点的转移矩阵.利用Bloch方法计算出传输线的衰减系数和相移系数,据此提出一种适应度函数,并利用其进行优化.优化过程中采用自适应变异率和移民策略避免了早熟收敛与随机搜索问题;所分析的模型与原模型相比,减少了传输线单元,且无须大规模扫频,从而提高了优化速度.通过比较发现,该算法有更广阔的适用范围和更好的优化效果.     

复合左右手传输线结构漏波天线优化设计

针对目前复合左右手(Composite Right/Left Handed,CRLH)结构漏波天线设计上的难题,提出了一种共面波导(Coplanar Waveguide,CPW) CRLH结构漏波天线的优化设计方法.为了妥善处理元件尺寸带来的寄生效应,基于Matlab软件,开发了一款天线结构参数优化计算机辅助设计(Computer Aided Design,CAD)软件,减少了CRLH结构设计过程中反复调试的次数,加快了开发速率.利用该软件和快速遗传算法(Accelerated Genetic Algorithm,AGA),设计了一个小型化CPW-CRLH结构宽带漏波天线,通过仿真计算、制作加工和实验测量,验证了该文设计方法的正确性,为CRLH结构的广泛应用提供了技术支持.     

基于左右手复合传输线的威尔金森功分器

基于左右手复合传输线(CRLH TL),提出了一种新型并行馈电的Wilkinson功率分配器.采用奇偶模分析方法证明了在Wilkinson功分器中用左右手复合传输线替代传统传输线的可行性,有效减小了功分器的尺寸.同时利用左右手复合传输线较平滑的相频特性,拓宽了新型左右手复合传输线功分器带宽.实测结果表明:和传统Wilkinson功分器相比,左右手复合传榆线功分器带宽能大幅度提高带宽,减小器件面积.另外与串行馈电CRLH功分器相比,由于左右手复合传输线Wilkinson功分器结构对称,各输出端口具有很好的相位一致性,隔离电阻的存在,使其各端口间也拥有较好的隔离度.     

基于复合左右手传输线小型化功分器的设计

传统的一分多路功分器的隔离网络占用的尺寸较大.根据复合左右手传输线的双曲-线性色散关系可以设计出零相移复合左右手传输线,利用这种传输线来改进传统功分器的隔离网络,可以有效减小整个功分器的尺寸.采用零相移复合左右手传输线来改进三等分功分器的隔离网络,整个功分器的面积比传统的减小了70%,实验结果证明了设计方法的正确性.     

基于CRLH传输线的微带漏波天线的研究与设计

提出了一种基于谐振频率的等效电路参数提取方法,该方法可以精确地描述多节复合左右手传输线结构,并通过仿真软件研究了其物理模型及等效电路模型的一致性,从而验证了这种新的参数提取方法。根据此种新的等效模型设计制作了复合左右手传输线型微带漏波天线,并利用网络分析仪对它的S参数进行了测量。结果表明,所设计的平衡状态下的微带漏波天线波束方向随着频率的变化而变化,并且改变传统漏波天线仅能实现前半空间扫描的局限性,并拓展漏波天线扫描范围至全空间,同时在各个波束方向上的能量也较为均匀,相比于传统漏波天线,尺寸缩小接近50%。     

频带展宽的复合左右手传输线偶极子天线

针对周期复合左/右手(Composite Right/Left-Handed, CRLH)传输线偶极子天线带宽窄的问题, 提出一种非周期CRLH传输线的天线模型.该模型主要由N个不同尺寸的LC梯形网络单元组成, 实现参差调谐, 改善天线的阻抗匹配, 拓展天线带宽.设计了一种四单元非周期CRLH偶极子天线, 模拟和实验测试结果表明:天线的长度为0.135λ₀时, 满足回波损耗|S₁₁|≤-10 dB的相对阻抗带宽为8.55%, 天线的匹配性能得到了改善.     

基于复合左右手传输线相移器的串馈相控阵天线

基于电调复合左右手传输线相移器,提出了一种新型相控阵天线波束控制方式：通过电压控制相移器的相移,从而使相控阵天线中心频率工作在边射方向,并允许向边射外的两个方向进行扫描。作为实例,设计制造了一个应用在ISM波段的平面串联馈电贴片相控阵天线,并对其进行了测试。结果表明：该相控阵天线可实现连续扫描,边射方向波束倾斜小(2°...     

基于分形复合左右手传输线的小型化微带双工器设计

基于分形几何与复合左右手传输线的混合技术方法,提出了一种新型小型化微带双工器并对其进行了研究.该双工器将工作于一对不同频率的两个三端口网络进行合成,由构成其左手部分的集总元件和右手部分的Sierpinski分形微带线组成.双工器的小型化得益于Sierpinski分形曲线的空间填充特性.而双工器的双频特性是由于复合左右手...     

Composite right/left handed transmission line phase shifter using ferroelectric varactors

A composite right/left handed (CRLH) transmission line (TL) phase shifter, using ferroelectric (Ba/sub 0.25/Sr/sub 0.75/TiO/sub 3/) varactors as tunable element, is presented for the first time. It is theoretically and experimentally demonstrated how the unique features of CRLH TLs, enables a differential phase shift with flat frequency dependence around the center frequency. The experimental prototype is a coplanar design integrated on a high resistive Si substrate. It includes four CRLH T-unit cells and has a physical length of 3850/spl mu/m. The ferroelectric varactors are realized in parallel plate version. Under 15-V dc bias applied over each varactor, the differential phase shift is flat around 17GHz and has an absolute value of 50/spl deg/.     

Electronically scanned composite right/left handed microstrip leaky-wave antenna

A novel electronically scanned periodic microstrip leaky-wave (LW) antenna based on the concept of composite right/left-handed (CRLH) metamaterials is presented. This antenna includes varactors modulating the capacitive loading of the unit cell and therefore the propagation constant of the structure, which results in voltage scanning of the radiated beam. An accurate circuit model is proposed. The antenna is demonstrated experimentally to exhibit continuous scanning in the dominant mode from backward to forward angles. The scanning range is from -10/spl deg/ at 35 V to +7.5/spl deg/ at 0 V, and broadside occurs at 9 V, at the fixed frequency of 3.23 GHz.     

Wide-band balun using composite right/left-handed transmission line

A wide-band balun is developed using a composite right/left-handed (CRLH) transmission line (TL) at 2 GHz. It is composed of a Wilkinson power divider and two phase-adjusting transmission lines, namely the CRLH TL and the conventional TL. The input reflection coefficient is better than -10 dB from 1 to 4 GHz. Over the frequency range of 1.24-3.58 GHz, an amplitude imbalance of less than 0.7 dB and a phase error of less than plusmn10deg have been experimentally demonstrated.     

Harmonics terminated L-band frequency quadrupler using composite right/ left-handed transmission line

A design method for an L-band frequency quadrupler with composite right/left-handed transmission line is proposed. The left-handed transmission line in the proposed frequency quadrupler suppresses the fundamental component (f0), while the composite right/left-handed λ/4 open stub reduces unwanted higher-order harmonics. From the experimental results, unwanted harmonics are suppressed to achieve harmonic distortion of 51 dBc minimum with output phase noise of -94.34 dBc/Hz at 10 kHz offset.     

基于复合左右手传输线结构的小型天线

通过将天线谐振在零阶模式,以及在地平面增加细长线的方法设计了一款基于复合左右手传输线的小型天线,并利用仿真软件CST对该天线的特性进行了仿真验证。结果表明:天线的物理尺寸仅为23 mm×21 mm×1.8mm(0.188λ0×0.171λ0×0.015λ0),天线的零阶谐振频率为2.448 GHz,–10 d B回波损耗阻抗带宽达97.8 MHz,相对带宽达到4.0%,最大增益为2.451 d Bi。所设计的天线具有尺寸小,结构简单、频带宽,增益高等优点,能够满足无线局域网(2.4~2.483 5 GHz)的要求,有广阔的应用前景。