基于复合左右手传输线的LTCC滤波器设计*

基于Caloz等人提出的复合左右手传输线结构,结合低温陶瓷共烧技术(LTCC)工艺特点,通过三维交指电容和接地带状线结构实现了多层复合左右手传输线(ML CRLH TL)谐振器。该结构将平面的交指电容转移到Z方向上,有效地减小了谐振器的尺寸。通过对谐振器结构特性的研究和分析,总结出各参量变化对中心频率、带宽及带内波纹的影响。在此基础上设计出了平面尺寸仅为2.4mm×1.0mm的可用于WALN的高性能ML CRLHTL带通滤波器。     

利用复合左右手传输线设计任意双频微带分支线定向耦合器

该文对基于复合左右手传输线(CRLH-TLs)的双频技术进行了改进,控制设计参数,使其在任意两个工作频率的相位响应分别为和,并用它设计了一个可同时工作在0.9GHz和1.8GHz的微带分支线定向耦合器(BLC)。仿真及实验结果表明：若其它参数保持不变,文中给出的双频微带BLC只与工作在0.9GHz的传统单频BLC尺寸相当,比前人利用CRLH-TLs结构实现的双频BLC尺寸显著减小。这在一定程度上解决了双频工作与结构紧凑性之间的矛盾,具有一定的工程应用价值。     

非谐振型结构的复合左右手带通滤波器小型化设计

提出了一种非谐振型结构的复合左右手带通滤波器，可应用于WLAN频段，该结构只采用一个复合左右手传输线单元，单元内部的交指结构提供等效左手电容，过孔结构提供等效左手电感，单元内部存在交叉耦合，通过调整交叉耦合电容和左右手参数，可产生2个可控传输零点并缩减尺寸，通过添加DGS缺陷地结构，能进一步优化滤波器性能，经过仿真优化最终设计出一款具有较高选择性、较好带外抑制性能的带通滤波器。实测结果显示:滤波器工作频率为5.98ＧＨｚ，3ｄＢ带宽为940 ＭＨｚ，带内插损最大值为1.59ｄＢ，相比传统滤波器设计，该结构大幅度减小了器件体积。     

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.     

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.     

一种新型的左右手传输线超宽带滤波器

超宽带系统需要超宽带滤波器的相对带宽达到110%,并且使用常见的材料设计它,使其结构紧凑、价格便宜。该文将介绍用左右手传输线结构设计的新型超宽带滤波器。另外,利用微带线和共面波导相结合的方式来简化设计、缩小尺寸。其仿真结果证明了利用复合材料可产生负介电常数和负磁导率,滤波器在通带3.8到10.6GHz内的插入损耗小于1.0db。并且其中心频带附近的群时延约为0.20ns,这个群时延足够小,以至于它可以应用到无线通信系统中。     

基于复合左右手传输线的2.45 GHz微带天线设计

基于复合左右手传输线基本原理, 提出了电磁带隙结构的双负媒质微带天线设计方法, 并制作了2.45 GHz的微带天线.该微带天线由2个单元的电磁带隙组成, 此电磁带隙结构经过优化采用非均匀结构, 可通过调整贴片尺寸和金属过孔半径来改变电磁带隙结构单元等效电路的并联部分电容和电感, 进而调节天线的谐振频率.设计并制作的微带天线其贴片整体尺寸为53.2 mm×19.8 mm, 在2.45 GHz的回波损耗为-32.6 dB, 方向图近似为8字形方向图, 最大增益为0.72 dB.仿真和测试的回波损耗、方向图符合得很好, 从而验证了这种设计方法的有效性.     

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。     

基于新型D-CRLH-TL的双频带阻滤波器设计

通过将对称交指螺旋线应用于传统的对偶复合左右手传输线（D-CRLH-TL）结构,改进设计了一种新型的D-CRLH-TL结构。采用全波仿真软件对其电磁特性进行了研究,结果表明：改进结构具有良好的带阻特性,阻带内具有两个相互独立的传输零点,并且整体尺寸减小了30%,有效地实现了小型化。在此基础上,利用所提出的D-CRLH-TL结构设计了一款性能优越的双频带阻滤波器。对所设计滤波器进行实物加工并测试,结果表明所设计的滤波器两个阻带中心频率分别为3.47GHz和5.21GHz,阻带带宽分别为26.8%和10%,能够有效抑制WLAN和WMAX频段对超宽带通信的干扰。同时,相比于传统的带阻滤波器结构,所设计带阻滤波器的整体尺寸为20.9mm×12.6mm（0.24λ×0.15λ）,仅为传统结构的50%,小型化优势明显。     

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.     

利用简单复合左右手传输线实现的任意双频器件

将传统的复合左右手传输线中的串联电容去除,得到一种更加紧凑、更容易实现的简单结构复合左右手传输线.它与一般右手传输线相比仍具有非线性相移特性,利用该特性可以实现任意双频的微波器件.本文设计制作了工作在900/1800MHz的双频四分之一波长短路短截线、双频Wilkinson功分器.仿真和实测结果证明了其双频特性.     

利用左右手传输线设计一种小型分支线耦合器

提出一种利用左右手传输线和互补螺线谐振器电路设计的小型分支线耦合器,工作频率为720 MHz.将互补螺线谐振器电路替换原微带传输线,达到了缩小器件尺寸的目的.利用Ansoft HFSS进行了仿真,此种方法设计的分支线耦合器尺寸比传统的电路缩小50%,在中心频率处耦合度(S21,S31)为-3.2 dB,隔离度(S41)...     

全等宽平行耦合微带线带通滤波器的设计

半波长平行耦合微带线带通滤波器由于其结构紧凑,第二通带的中心频率3倍于主通带中心频率,因而在微波集成电路中获得广泛应用。本文提出一种新的设计方法：耦合线节级联直接设计法。这一方法比传统设计方法简便,适用相对带宽范围较宽,为30～80%,而且可以采用全等宽耦合线,因而滤波器结构简洁。     

一种新型传输零点可控的微带带通滤波器

提出了一种新型的传输零点可控的微带带通滤波器结构,它由一段低阻抗线和与之相连的平行耦合线构成。通过调节低阻抗线与平行耦合线的偶模阻抗比,可以改变谐振器的2个模式之间的距离,从而灵活的调节滤波器的带宽;而通过调节平行耦合线的间距,则可以方便的调节传输零点的位置。仿真与实测结果都表明该滤波器具有良好的性能：低插损,结构紧凑,可以灵活的调节带宽和传输零点的位置。     

一种复合左右手结构的宽频带微带天线

提出了一种新型的基于复合左右手(CRLH)结构的微带天线,其结构单元绕天线贴片中心周期排列.讨论了天线各结构参数的变化对天线辐射特性的影响,并对其进行了全波仿真和优化,结果显示该天线相对带宽达到26%,半功率波瓣宽度达到±45°.     

基于CRLH结构的移相器和功分器设计

本文基于一种新型左右手复合结构（CRLH）的非线性相位特性，设计了一系列0度、90度移相器和等相位、90度移相功分器，并总结出设计公式．其尺寸远远小于传统器件，而功能相当．全波仿真结果和部分实验结果验证了该结构的有效性。