基于复合左右手传输线的微波无源电路的研究

摘要

复合左右手传输线的概念是考虑到了左手传输线实际情况而提出的，因此，在某些频段内它的等效介电系数和等效磁导率会出现负值。相较于传统的右手传输线复合左右手传输线具有相位超前、相速与群速反向、色散曲线非线性等特性。正是由于以上特点使得利用复合左右手传输线设计出的微波无源器件如滤波器、耦合器、移相器等具有尺寸小、结构新颖等优势。因此，研究利用复合左右手传输线设计微波无源电路对微波射频系统的小型化和集成化具有重要意义。
　　论文首先讨论了复合左右手传输线的基本理论知识，并且设计了复合左右手传输线单元。基于此复合左右手传输线单元结构，论文首先在平衡状态下设计了一款超宽带带通滤波器。另外，利用两个复合左右手单元结构相耦合，并加入四分之一波长开路枝节设计了双通带带通滤波器。最后，利用复合左右手传输线具有相位超前的特性设计了一款小型化混合环耦合器。在完成了对滤波器和耦合器的仿真优化后，分别对他们进行了加工制作与实验测试，测得超宽带带通滤波器的实验结果为：3dB通带从6.78GHz到14GHz，带宽为72.2％，且整个通带内插入损耗优于2dB；双通带滤波器的实验结果为：第一通带的3dB带宽范围为5.77GHz~6.88GHz，第二通带的3dB带宽为10.26GHz~10.68GHz。而在3dB通带范围内，两通带的回波损耗均优于10dB；小型化混合环耦合器的测试情况是：当分别以1、2端口作为信号输入端时，混合环耦合器均表现出了良好的反射、隔离和功分效果。
　　本论文总共设计了三款微波无源电路，从的实验结果可以看出，他们的工作性能良好且具有明显的尺寸优势。因此进一步表明了研究利用复合左右手传输线设计微波无源电路对微波射频系统的小型化和集成化具有重要意义。

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第一章 绪 论

1.1 引言

1.2 国内外研究现状

1.3 复合左右手传输线在微波电路中的实现方式

1.4 本论文的主要研究工作

第二章 复合左右手传输线的设计

2.1 微波传输线理论

2.1.1 传输线的分类

2.1.2 传输线的特点

2.1.3 传输线电路分析

2.2 复合左右手传输线理论

2.2.1 左手传输线电路实现

2.2.2 复合左右手传输线等效电路分析

2.3 复合左右手传输线的设计

2.3.1 复合左右手传输线单元结构的提出

2.3.2 复合左右手传输线的仿真分析

第三章 基于复合左右手传输线的滤波器的设计

3.1 超宽带带通滤波器

3.1.1 超宽带带通滤波器的仿真分析

3.1.2 超宽带带通滤波器的实验测试

3.2 双通带滤波器

3.2.1 双通带滤波器的仿真分析

3.2.2 双通带带通滤波器的实验测试

第四章 基于复合左右手传输线的小型化混合环耦合器的设计

4.1 混合环耦合器

4.1.1 定向耦合器的概念和特点

4.1 2 传统混合环耦合器的仿真分析

4.2 小型化混合环耦合器的设计

4.2.1-90°复合左右手传输线段的实现

4.2.2 加载-90°复合左右手传输线段的小型化混合环耦合器

第五章 结 论

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果