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1.6GHz的带宽,其中在10.08~10.9GHz呈现左手特性,在9.3~10.08GHz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.     

具有谐波抑制特性的小型化分支线耦合器

提出了一种具有谐波抑制特性的小型化分支线耦合器。通过分析枝节加载传输线的传输特性,发现可以采用小型化的枝节加载传输线去等效替换传统分支线耦合器中的四分之一波长传输线,此方法可以极大地减小分支线耦合器的电路尺寸。同时,由于枝节引入传输零点,耦合器的谐波响应也得到抑制。为了验证理论分析的有效性,建立了等效电路模型和传输线方程,对电路性能进行分析,最后进行了仿真以及实验验证。     

非对称带状传输线T型接头等效电路分析方法

T型接头被广泛应用于低温共烧陶瓷Low Temperature Co-fired Ceramic (LTCC)集成电路系统中,其不连续性结构会引入传输损耗,传统的分析方法没有考虑这部分损耗,导致电路分析结果不够准确。针对这个问题,提出了一种新颖的非对称带状传输线T型接头等效电路分析方法。将已获得的微带开路线不连续性等效电路模型及理论移植到非对称带状传输线中,获得了T型接头的等效电路模型,运用传输线基本理论推导出了T型接头的散射参数计算公式,经实例验证,运用等效电路分析法和IE3D软件仿真所得的散射参数吻合良好,且平均误差小于3%。     

计算多层印刷传输线色散特性的一种简单方法

本文给出计算多层印刷传输线色散特性的一种简单方法，本方法利用ＴＥ波及ＴＭ波的平面结构谱域等效电路，导出二维谱域并矢格林函数，再利用格林函数由积分方程的解给出传输常数，进而求得特性阻抗表示式。用本文方法所得到的数值结果和更复杂的方法所得到的结果非常一致。     

基于分形CRLH-TL加载短截线超宽带滤波器设计

传统基于微带缝隙和逆开环谐振器(CSRRs)的复合左右手传输线的带宽较窄、通带内反射损耗较大,限制了其应用。因此,该文采用了Minkowski分形的微带缝隙代替传统微带缝隙,有效地展宽了带宽,并通过在微带缝隙两侧加载短截线的方式进一步增加了带宽并改善了高频端带外抑制特性。分析了结构的尺寸参数对其传输特性的影响,并根据S参数计算了色散曲线、提出了等效电路模型。最后,运用所提出的方法设计了一款超宽带带通滤波器。该滤波器仅采用一个复合左右手(CRLH)结构单元,获得了超带宽2.1~9GHz(相对带宽124.3%)和较小的带内反射损耗(小于0.8dB),同时滤波器在9.5~12GHz的阻带范围内传输抑制大于20dB。测量结果、仿真结果与等效电路结果基本吻合,验证了该设计方法的有效性。     

柔性人工表面等离激元传输线的小型化设计

为了实现高集成度通信系统中高频信号的可靠传输,提出了一种小型化叉指H形人工表面等离激元传输线结构. 采用共面双导体形式,并在金属矩形凹槽处添加叉指结构,实现色散特性调控和尺寸缩减. 同时给出单元结构的等效电路模型,验证了小型化结构的设计原理,分析了力学形变时传输线的性能. 仿真与测试结果表明,与常规的人工表面等离激元相比,叉指H形人工表面等离激元传输线可在保持相同带宽（3～15.25 GHz）的同时,线宽减少79.5%,尺寸仅为2.28λ_g×0.098λ_g（λ_g为中心频率对应的波长）. 在平坦和变形时加工实物的带宽保持在3～12.90 GHz,与仿真结果较吻合. 设计的结构具有高频、小型化和柔性超薄等特点,在超小型高速通信系统中具有潜在的应用前景.     

新型平面人工电磁材料的等效实现与分析

人工电磁材料的介电常数和磁导率具有可调节特性,当两者同时为负数时具有与传统材料相异的电磁特性,由于在自然界中并不存在介电常数和磁导率同时为负数的材料,目前国内外对人工电磁材料的等效实现与应用展开了广泛研究。在基于对偶传输线等效电路模型的基础上,提出了新型一维和两维平面结构人工电磁材料等效实现的单元模型;由于其采用非谐振结构的单元模型,具有低损耗、宽频带的逆斯涅尔折射效应和逆多普勒频移等特性。文章中给出了相应一维和两维等效人工电磁材料的计算分析与实验结果,其结果证明了该等效实现的正确性和可行性。     

耦合型漏泄同轴电缆传输和耦合特性研究

针对泄漏同轴电缆作为分布式传感器应用于物联网和智能家居的室内安防入侵检测时，运用全波仿真软件HFSS不能有效仿真长距离的耦合漏缆的问题，提出了一种等效电路模型.利用参数提取软件，先提取单个开槽的缝隙单元的等效电路模型，然后借助于传输线理论，利用四个传输矩阵级联得到整段漏泄同轴电缆的传输矩阵.并考虑两根漏缆缝隙间相互耦合，提出了表征耦合特性的等效电路模型.将等效电路模型利用商用软件高级设计系统（advanced design system，ADS）进行电路搭建与仿真.仿真结果表明，本文提出的两根漏缆的等效电路模型与全波仿真结果非常符合，可以快速地仿真长距离的耦合漏缆结构，并大大节约了仿真时间.     

传输线电磁脉冲耦合问题研究综述

传输线是各种电子电气设备中的常见结构,是信号传递、能量传输的重要通道,同时也是电子电气系统中极易受到外界电磁脉冲干扰的对象之一。电磁脉冲与传输线之间的耦合问题一直是国内外研究者关注的一个热点。文章介绍了低频情况下研究场线耦合问题的经典传输线模型,并对基于传输线模型的BLT方程、SPICE等效电路模型发展历程、研究现状进行了较为详细的分析和总结,同时梳理了传输线方程FDTD解法的发展脉络。之后,简要介绍了高频情况下常用的场线耦合模型。最后,就当前场线耦合问题中被广泛关注的部分热点问题进行了分析和讨论,并指出了一些亟待完善的地方。     

微波裸芯片临时封装夹具微波信号传输的优化

微波传输线是微波系统的重要组成部分。随着微波系统向高频化方向发展,传输线中的不连续带来的信号完整性问题越发凸显并受到广泛的关注。针对微波裸芯片临时封装夹具系统,设计了适合2~6 GHz频段的微波传输线,通过三维电磁仿真软件(HFSS)对传输线的传输性能进行了仿真验证;并由先进设计系统(ADS)软件提取了临时封装夹具中微波传输路径的等效RLC电路参数模型。最终得到的传输结构S11小于-15 dB,S21大于-1 dB,符合良好匹配传输线的要求。     

Scalable wideband equivalent circuit model for silicon-based on-chip transmission lines

A scalable wideband equivalent circuit model of silicon-based on-chip transmission lines is presented in this paper along with an efficient analytical parameter extraction method based on improved characteristic function approach, including a relevant equation to reduce the deviation caused by approximation. The model consists of both series and shunt lumped elements and accounts for high-order parasitic effects. The equivalent circuit model is derived and verified to recover the frequency-dependent parameters at a range from direct current to 50 GHz accurately. The scalability of the model is proved by comparing simulated and measured scattering parameters with the method of cascade, attaining excellent results based on samples made from CMOS 0.13 and 0.18μm process.     

Equivalent transformations for the mixed lumped Brune-type sectionand uniform transmission line

As an analytical method for nonuniform transmission lines (NTLs) equivalent transformations are extended to a more general case, namely a mixed lumped Brune-type section and a uniform transmission line (unit element, UE). Circuits consisting of a cascade connection of a lumped Brune section and a UE are equivalent to one consisting of a cascade connection of a nonuniform transmission line whose characteristic impedance distribution is expressed with a trigonometric function and a lumped Brune section. This equivalent transformation method is easily applied to a circuit consisting of a lumped C section and a UE. The equivalent circuit is a circuit consisting of an NTL and a lumped C section. In this case, the characteristic impedance distribution of the NTL may be expressed in terms of a hyperbolic function. Exact network functions of the NTLs are easily obtained from the equivalent circuits without solving the telegrapher's equation. By considering the limiting case of these equivalent transformations, equivalent transformations for circuits consisting of a cascade connection of a lumped resonance circuit and a circuit and a uniform transmission line are derived     

基于广义传输线方程的矩形波导等效电路

介绍了广义传输线方程在波导分析中的应用,讨论了建立在该方程基础上的具有不连续性的矩形波导的等效电路,提出了用两个频点来提取整个频带内电路参数的方法,以加载金属膜片的矩形波导为例进行了数值计算,并应用等效电路来计算S参数,计算结果和用Ansoft公司的HFSS软件所得结果相符合.     

微波传输线方程的分析

传输线方程是微波传输线理论中最基本的方程之一,是微波传输线理论的基础方程。本文从教学中发现的等效电路不对称性出发,深入考虑传输线的物理对称性,以分布参数为基础,建立了T型和П型两种对称的分布参数等效电路,并利用电路中的基尔霍夫定律,分别推导出了形式相同的传输线方程。本文推导可供"微波技术"课程的教师和学习者作为参考。     

A novel model for a planar wideband Marchand balun

A new lumped element model for conventional Marchand baluns is presented.Analyzed by the evenand odd-mode method,the equivalent equations are derived forλ/4 coupled lines.Based on the proposed 5th-order lumped equivalent circuit forλ/4 coupled lines,the self-inductance,mutual inductive coupling and the capacitance can be calculated according to the even- and odd-mode characteristic impedance,therefore,the model parameters of the balun can be easily gained from the derived equations.To verify the model,a GaAs monolithic wideband Marchand balun was implemented and tested.The EM simulation and experimental results show a good agreement with the model simulation.This model is available in a wide frequency range and makes the design procedure of the Marchand balun faster and easier.     

平面人工传输线等效集总参数经验公式的研究

平面人工传输线是一款性能良好的新型慢波结构,主要由弯曲线电感、交指电容等微带准集总元件构成。系统研究了弯曲线电感和交指电容的等效集总参数随结构参数变化的规律并给出反映这些规律的经验公式,考虑微带介质基板厚度和介电常数的影响,将所得经验公式进行修正使之适用于不同介质基板厚度和介电常数的情况,将修正的经验公式应用于基于平面人工传输线的威尔金森功分器的设计中。所得经验公式可用来快速、准确地设计平面人工传输线,对其他微带不连续或慢波结构的设计也具有参考意义。     

输电线路智能地线管控系统的研制与应用

为了提高输电线路智能地线管控能力,构建输电线路智能地线管控系统,提出基于虚拟同步控制的输电线路智能地线管控系统,建立了矢量控制下输电线路智能地线管控等效电路模型。采用T型等效电路分析的方法进行输电线路智能地线管控的系统稳定性特征分析,求得输电线路智能地线管控的优化参数结构模型。基于虚拟同步控制方法,进行输电线路智能地线子侧变流器的控制结构优化,采用最大功率跟踪的方法进行智能地线管控系统的控制指令加载,实现输电线路电压定向管控,构建优化的输电线路智能地线管控系统。仿真结果表明,采用该方法进行输电线路智能地线管控的智能性较好,稳定控制能力较强,提高了输电线路智能地线管控的无功环比例积分控制能力。     

关于传输线等效集总电路模型的拓展教学

传输线的等效集总电路模型有助于理解和掌握传输线的基本概念,并可用于电特性的仿真分析。本文分别探讨了在教学过程中需拓展的两个重要知识点。其一,在高频工作情况下,需要对含有频变分布参数的传输线进行准确建模,获取相应的等效集总电路模型;其二,在分析多导体构成的耦合传输线时,等效集总电路模型同样值得探究。     

Synthesis of Reduced Equivalent Circuits for Transmission Lines

This paper presents a method for generating lumped models for symmetrical transmission-line two-ports. These models consist of an ideal transformer and frequency-domain approximations for two physical driving-point impedances. The lumped element values are obtained directly from the distributed parameters or propagation constant and characteristic impedance. The method is applied to dispersive transmission lines, skin effect and waveguides. It is shown that the equivalent circuit is superior in accuracy and number of elements compared to spatial discretizations like ladder approximation.     

传输线场、路模型的一致性探讨

均匀传输线可以采用电磁场理论来建立分析模型。而电路理论在电磁场理论基础上、加上集中参数假设,也可建立均匀传输线的分析模型。本文在推导出两种分析模型基础上,论证了两种模型的一致性,并从场和路两方面剖析了传输线传播特性与其周围媒质传播特性的差异、以及影响传输线传播特性的因素。本文的探讨,有利于从事"电路理论"和"电磁场"课程教学的教师加深对均匀传输线传播特性参数的理解。