基于CRLH传输线的微波谐振器及滤波器的设计研究

摘要

异向介质材料是物理学和电磁学领域的一个新兴的研究热点，它具有许多异于通常媒质的特殊性质，对它的理论和应用研究引起了国内外学术界的广泛关注。 目前，主要有两种方式实现微波复合左右手材料：1、金属棒(ROD)和开口谐振环(SRR)的阵列结构；2、左右手平面传输线结构。本文主要研究了第二种平面传输线结构。 本论文分析了左手传输线所具有的特殊性质，阐述了在微波波段下，当前人工左右手复合结构的工作原理、设计思想和设计方法，并结合实际研究课题，详细地介绍了耦合器、谐振器、滤波器等微波元器件的设计理论、设计方法，利用复合左右手传输线的特殊性质，对传统微波器件进行改进，根据Caloz等人的设计思想，做了以下研究工作： 第一，用微带线跟左手结构相结合的左右手复合传输线研究并仿真设计了3分贝平行线耦合器，在减小尺寸的同时，在较宽频带上使耦合度达到3分贝；第二，用共面波导跟左手结构结合的方式实现左右手复合传输线，使得加工时无需过孔，使工艺简单，损耗降低。并且研究仿真了复合左右手谐振器，它的尺寸远小于传统半波长谐振器，具有传统谐振器所无法实现的零阶与负阶谐振频率；第三，使用微带线与共面波导结合的方式实现左右手复合传输线，基于左右手复合谐振器设计了两种复合左右手滤波器，它的结构紧凑，尺寸较小，并且有较宽的带宽。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景及意义

1.2左手材料的研究情况

1.3 IE3D仿真软件简介

1.4本论文主要内容

第二章 复合左右手传输线(CRLH TLs)原理

2.1传统理想传输线模型

2.2复合左右手理想传输线模型

2.3复合左右手LC网络

第三章平面微波传输线型CRLH及其工程应用

3.1微带型CRLH传输线及工程应用

3.1.1 CRLH传输线的微带实现方法

3.1.2在微带器件中的应用

3.2共面波导型CRLH传输线及工程应用

3.3微带CRLH传输线的平行耦合器仿真设计

3.3.1定向耦合器概述

3.3.2微带CRLH传输线的平行耦合器

3.3.3小结

3.4基于共面波导结构CRLH传输线的谐振器仿真设计

3.4.1谐振器基本概述

3.4.2零阶谐振器特性

3.4.3基于共面波导结构CRLH传输线的谐振器

3.4.4小结

第四章微带-共面波导的CRLH传输线型谐振器及滤波器的设计

4.1微带-共面波导型的CRLH传输线

4.2复合左右手传输线谐振器的设计

4.3复合左右手传输线滤波器的设计

4.3.1滤波器概述

4.3.2第一种复合左右手带通滤波器仿真研究

4.3.3第二种复合左右手滤波器仿真设计

4.4小结

第五章总结

致谢

参考文献

硕士阶段公开发表论文