X型超宽带复合左右手传输线设计与仿真

基于X型金属结构,提出了一种超宽带复合左右手传输线材料结构单元,该结构单元由介质板及其两侧反向对称的X型金属结构组成。从分布参数电路理论角度对材料单元的左右手特性成因进行了定性分析;利用等效参数提取法,通过S散射参数提取了该结构单元的相对介电常数和相对磁导率,并结合折射率进一步验证了这种左右手传输线材料的传输特性。仿真结果表明,在电磁波平行于介质板入射的情况下,该结构单元同时存在左右手频带,在S波段表现出超宽带的左手特性,并且在其他多频点处得到了零折射率,从而构造了一种正零负复合媒质材料。

基于单一左、右手传输线的宽带180°移相功分器

分析了单一左、右手传输线的电路特性,并利用其非线性相位特性,设计了一种平面、低损耗的宽带180°移相功分器。首先通过调节单一左、右手传输线的结构参数,并与传统传输线进行相位比较,在单一左、右手传输线的通带内实现45°相位差,然后将4个传输线单元级联构建了180°移相器,最后采用180°移相器设计了相位差为180°移相功分器。移相功分器的测试结果表明,在3-8.3GHz内,反射系数小于-10dB,输出端口间的隔离度大于17dB,输出端口间的幅度差小于0.6dB,相位差为180°±5°。该结构性能优良,制作成本低,适用于宽带天馈系统。

基于复合左/右手传输线的双频功分器

本文介绍了一种新型的基于复合左/右手(CRLH)传输线理论的双频功分器设计方法,该功分器工作于900MHz和1800MHz。用集总电感和电容元件构成的复合左/右手传输线在900MHz和1800MHz的相移分别是超前和滞后90°,完全可以替代传统功分器中的四分之一波长阻抗变换传输线,且具有占用面积小和可设计工作于任意两个频率的优点,在双频工作的现代无线通信系统中有很广阔的应用前景。

基于复合左右手传输线的天线小型化研究

利用周期加载串联电容和并联电感的左右手传输线结构设计了四元小型平面偶极子天线,它具有随着频率降低波长也会减小的独特性质,对天线进行了仿真和测试,短偶极子天线工作于n=-1(484MH z),S11<-10dB相对带宽是2%,在自由空间的长度是0.19波长,仿真增益为2.2 dBi。同时对多元左手偶极子也进行研究,结果表明,这类结构的天线能在短波超短波段实现小型化。

基于复合左/右手传输线的双频微带贴片天线(英文)

复合左/右手传输线(CRLH TL)是一种兼具左手材料和右手材料性质的超电磁介质,其以奇异的特性受到科学界及工程界的重视.在微带天线领域,复合左/右手传输线结构可用于馈电网络、辐射单元,以及背景媒质的设计.采用复合左/右手传输线结构同时作为馈电电路及辐射单元,实现了同轴线与辐射贴片的良好匹配,以及天线的双频辐射特性.通过在复合左/右手传输线天线的接地板上加载缝隙,实现了调节天线谐振频率的目的.

复合左/右手传输线的电磁特性及其潜在应用

复合左/右手传输线是右手材料和左手材料复合而成的新型传输线,它较一般传输线可以在不同的频率范围内表现出不同的电磁特性。当等效介电常数和等效磁导率同时为负值时表现出"左手特性",而在其它频率范围内表现出"右手特性",同时,复合左/右手传输线还可以进行相位调整。分析了复合左/右手传输线的电磁特性,并指出复合传输线的潜在应用。

零阶谐振复合左/右手传输线频率可调天线

针对零阶谐振器天线带宽窄,变容二极管加载天线尺寸大,提出了基于复合左/右手传输线理论的频率可调零阶谐振天线.该天线采用零阶谐振器的特性减小了尺寸,通过在地面与辐射贴片之间加载变容二极管实现了较宽频段的频率可调.天线尺寸为13 mm×14 mm×0.8 mm,仿真表明天线的可调范围为1.57～2.46 GHz,并且在可调范围内,天线的辐射方向基本上保持不变.该天线具有尺寸小,结构简单,辐射性稳定的特点,适合于数字通信系统（DCS）、个人通信系统（PCS）、通用移动通信系统（UMTS）和蓝牙等无线通信系统的应用.

基于一维复合左/右手传输线的电控漏波天线

一维复合左/右手传输线微带漏波天线具有基模工作模式,且馈电简单,并具有频率扫描的特性,但不利于实际应用。文章提出一种新型结构,通过加入变容二极管,实现了在固定频点上波束可控,更适于实际应用。

左手微带传输线在毫米波天线阵中的应用

提出了一种新的左手微带传输线结构.基于这种结构,构建了左-右手混合式天线阵微带馈线,通过控制该馈线中左、右手传输线的长度,可以在特定长度传输线上获得零相位延迟.将此种传输线作为馈线应用到串联馈电的毫米波微带天线阵中.结果表明,利用此种传输线馈电和传统右手传输线馈电相比,可以避免由传统右手馈线在天线激励点之间引入的相位差,从而克服了固有的天线波束偏移.

左手材料在天线中的应用研究进展

从理论上解释了左手材料用于天线设计时实现天线高指向性、高效率、小型化以及大扫描范围的原因,重点介绍了基于金属谐振结构和复合左/右手传输线(CRLH TL)结构的左手材料用于天线设计时的研究进展,指出金属谐振结构在提高天线方向性、增大天线增益、减小天线体积等方面具有很大优势,CRLH TL结构在提高天线带宽、增加天线频带、增大漏波天线扫描范围等方面具有潜在的应用价值。

小型化新型宽频带环形电桥

采用人工合成左/右手传输线结构,设计了两种新型的小型宽频带环形电桥.通过在电桥中用±90°枝节代替290°枝节,使环形电桥的电路面积减小了75%,工作于2 GHz的第1种环形电桥的同相输出带宽增加了50%,180°反相输出带宽增加了49%.通过在电桥中引入0°枝节,使第2种电桥可以对具有0°,90°,180°和270°相差的两个信号进行同相或反相混合,同相输出带宽增加了38%.

基于多孔EBG结构的阶梯型微带天线设计

利用复合左/右手传输线理论(CRLHTL)和零阶谐振器理论(ZOR)对多孔型的电磁带隙结构(electromagnetic band-gap,EBG)的带隙特性作了分析研究.同时,利用电磁仿真软件HFSS对多孔型EBG结构单元和加载多孔型EBG结构的阶梯型微带天线进行了仿真分析,结果表明:通过选择合适的多孔EBG结构表面参数,可实现电磁特性的可控性.将多孔型EBG结构加载在阶梯型微带天线设计中,不仅能利用其带隙结构的特性改善天线的辐射特性,制约表面波的传播,提高天线的带宽和增益,而且能使天线结构更加紧凑,有利于实现集成化和小型化.这为含有多层多孔型EBG结构阶梯型微带天线设计提供了理论基础,具有一定的工程实际参考价值.

电磁超介质研究进展

电磁超介质是当前电磁学和物理研究领域中的前沿与热点,文章将左手材料、复合左/右手传输线、光子晶体统一在电磁超介质的体系下进行介绍,并论述了电磁超介质的发展现状。

平面天线阵列馈电网络应用教学探讨

在综合分析了微带平面天线阵列馈电网络的两种传统馈电方式的基础上,提出了一种在微波工程应用中实际使用的一种新型馈电网络,提高学生理论知识与实践相结合的能力,更好的掌握最新技术发展。其新型馈电网络由一种左-右手混合微带传输线构成,可以获得高于传统并联馈电网络的天线阵列增益;同时,可以修正传统串联馈电网络的天线阵列辐射方向图的波束偏移,给出了一个工作频率为35GHz的2×2微带面阵的馈电网络设计案例,验证了其理论的正确性。

Caloz等效参数提取理论修正及仿真验证

针对Caloz教授率先提出的交指电容、短截线电感的复合左/右手传输线实现形式,对其等效参数提取理论进行了修正,并通过实例详细进行了仿真验证及误差分析。正确的等效参数提取为其实际应用提供了理论指导。

基于超材料三频天线的研究

移动和无线通信系统对多频天线的尺寸和性能提出了新的要求,超材料的引入成为天线设计领域的一大热点。文章通过结合复合左/右手式传输线(CRLH-TL)和互补开环谐振腔(CSRR)结构,在没有增加尺寸的前提下,设计出了一种三频天线。CSRR结构是由两个C形的谐振结构来实现天线工作在两个频带上的目的,CRLH-TL结构是通过指叉电容和线间电感的结合来实现,能够使天线工作在第三个频带。该天线利用共面波导(CPW)馈电。同时,两个渐变形状的阻抗匹配单元的引入,展宽了阻抗带宽。最后,加工了天线的实物并测量了天线的阻抗特性和辐射特性。结果显示,在3.85~4.02GHz,5.47~6.75GHz,7.98~8.12GHz三个频带下,回波损耗优于-10dB。天线也实现了良好的增益特性。实物测试结果与全波仿真结果相比,吻合良好。