双左手频带crlh传输线与左手滤波器的分析

《双左手频带crlh传输线与左手滤波器的分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、南京邮I乜大学硕十研究生学位论文第一章绪论～一————————————●———_—^—。__——Ih———●—_———-——●—_●—__——___●h—--—_——_——-————————_●—_————-_—_————_—___-——●_——-●—●—__-—。_-—__-——●_-●_I-——_—__—-_-—-_————_●—●———————————————一之后的又一种全新的方法。这科，左手传输线基于如图卜4所示的高通滤波器的拓扑结构，与以前的谐振环结构相比，具有宽频带、低损耗、易于与其它电路器件结合

2、使用的特性，其结构如图卜5所示。在Itoh等人提出基于传输线模型的左手材料以后，此利，左手材料得到了不断的发展p6ll"J。2004年，Sanada等人在Itoh等人的基础上，研制出一利，新型的左手材料¨8H19J，利用带有弯折线的矩形金属片取代短路短截线来实现等效并联电感，从而克服了短路短截线的加工不便问题，其结构如图1-6所示。图1-4高通滤波器原型图1．5基于采用串联电容和并联电感的高通结构的左手材料(a)一维(b)--维弯折交指电容．．—7N、。形金战图1-6带弯折线的矩形金属片实现并联电感的左手结构2

3、005年，JuanDomingoBaena等人在开口谐振环的基础上，创新性的提出互补开口谐3南京邮电人学硕-J研究生学位论文第一章绪论振叫：结构，把谐振环和互补了r口谐振环应用到微带’线上面，分别实现了两种新型的左手传输线结结构120l，其结构如图卜7所示。◎◎◎◎j一一：-暑。，，．?一一j．，．，≯蠢j。◎◎◎◎。1；!‘i—i。：：?：_：爹i≮j引≯≤警}誓(a)(b)图1—7基于谐振结构的平面传输线(a)基于谐振环(b)基于互补谐振环2006年，Park等人利用在传输线上蚀刻缝隙，实现等效串联电容；在

4、接地板上做出带有弯折线的矩形贴片结构，实现等效并联电感，从而实现了等效串联电容和等效并联电感的组合，实现了一种新型的左手传输线结构[21l，其结构如图卜8所示。(a)(b)图1．8Park等人制成的左手材料2007年，Studniberg等人利用GeorgeV．Eleftheriades提出的双左手频带左手材料模型，研制成出一种具有双左手频带的左手材料【2211231。利用集总电容结合微带线来实现该结构，如图1-9所示。4南京邮电大学硕上研究生学位论文第一章绪论斧TLI一一黪辚麓懑瓣藜。曩麓黧鼗繁糍(a)(b)

5、图1-9Studniberg等人的双左手频带左手材料(a)原理图(b)实物图1．3本论文主要内容第一章：绪论。分别介绍了左手材料的研究背景、研究意义和国内外的主要研究成果。第二章：左手材料的分析原理。首先介绍了左手材料的基本特性，包括逆Doppler频移、逆Cerenkov辐射、逆Snell折射、完美透镜等；然后介绍了基于谐振环结构、普通传输线模型的左手材料的分析原理；着重分析了基于CRLH传输线模型的双左手频带左手材料的实现原理，并简要探讨了左手材料的色散曲线分析方法。第三章：双左手频带左手材料的研究。根据2

6、007年GVEkeftheriades在欧洲微波会议上提出的具有双左手频带左手材料的理论模型进行改进，设计了一种新型的双左手频带左手材料。该结构由四个部分组成，即交指结构、短路短截线、变形的短路短截线、T型DGS。将该双左手频带左手材料进行加工，并测试了实物的S参数。通过比较仿真结果和实物测试结果来验证该结构具有四个通带。分析该结构的左手特性时，采用两种方法分析该结构，通过两种方法得出的色散曲线的对比来验证该结构的双左手频带特性。方法一：用高频结构仿真软件HFSS分别该结构的四个组成部分进行仿真，结合各自的集总

7、等效电路，提取出各自对应的等效电路参数；再结合整个结构的集总等效电路，通过将各组成部分对应的等效电路参数进行运算得到整个结构的等效电路参数，结合色散关系公式，得到色散曲线。方法二：对整个结构进行HFSS仿真，得到S参数，将$21的相位展开，并进行适当的变换，得到色散曲线。第四章：基于SRR和CSRR的滤波器的研究。根据开口谐振!环(Split—RingResonator，SRR)*I_g．}b开口谐振环(ComplementarySplit—RingResonator，CSRR)的特性，设计了基于5南京fIll

8、i电火学硕’t：6Jf究生学位论文第～章绪论SRR和CSRR的带阻滤波器。根据HFSS仿真得出的S参数，分析得出它们均满足带

9、5且滤波器的性能要求。通过分析上述带阻滤波器的等效电路，得出结论：对基于SRR的带阻滤波器，加戡并联电感，而对基于CSRR的带阻滤波器，加载串联电容，就可以将上述带阻滤波器转换为带通滤波器。基于此结论，本设计中通过适当改变带阻滤波器的结构，研究其转换为带通滤波器