CN103268970A - 一种基于微带线的可调慢波器件 - Google Patents

一种基于微带线的可调慢波器件 Download PDF

Info

Publication number
CN103268970A
CN103268970A CN201310231328XA CN201310231328A CN103268970A CN 103268970 A CN103268970 A CN 103268970A CN 201310231328X A CN201310231328X A CN 201310231328XA CN 201310231328 A CN201310231328 A CN 201310231328A CN 103268970 A CN103268970 A CN 103268970A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wave device
microstrip line
device based
resonant ring
slab
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201310231328XA
Other languages
English (en)
Inventor
冯团辉
王利敏
张元敏
王红玲
殷志锋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xuchang University
Original Assignee
SCHOOL OF ELECTRICAL ENGINEERING XUCHANG UNVERSITY
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SCHOOL OF ELECTRICAL ENGINEERING XUCHANG UNVERSITY filed Critical SCHOOL OF ELECTRICAL ENGINEERING XUCHANG UNVERSITY
Priority to CN201310231328XA priority Critical patent/CN103268970A/zh
Publication of CN103268970A publication Critical patent/CN103268970A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于微带线的可调慢波器件，包括介质板、开口谐振环、电感元件，开口谐振环、电感元件均设置在介质板上；开口谐振环包括外开口谐振环、内开口谐振环，外开口谐振环套设在内开口谐振环的外围，电感元件设置在外开口谐振环一侧；外开口谐振环和内开口谐振环中间加载变容二极管；该基于微带线的可调慢波器件工作频率范围可通过外加直流电压进行调控。

Description

一种基于微带线的可调慢波器件
技术领域
本发明涉及基于微带线的慢波器件，特别涉及一种基于微带线的可调慢波器件。
背景技术
慢波器件在微波电路中有着重要的应用，为使微波设备小型化，在微波电路中，微带电路使用较为广泛，因而基于微带线的慢波器件有着很好的应用前景，备受关注。
在国外，曾基于类电磁感应透明(electromagnetically-induced-transparency-like，EIT-like)特异材料(metamaterials，国内也常翻译为超材料)的慢波效应提出了一种基于微带线的小型化慢波结构(或者说器件)；特异材料是指能实现新奇电磁特性的具有亚波长特征尺度的人工微结构，近十年来引起了很多人的关注；
国外所提出的文献，“Yong Sun，Haitao Jiang，Yaping Yang，YewenZhang，Hong Chen，Shiyao Zhu，“Electromagnetically inducedtransparency in metamaterials：Influence of intrinsic loss anddynamic evolution”[J]，PHYSICAL REVIEW B83，195140(2011).”所提出的基于微带线的小型化慢波结构主要是通过在微带线导带上加载一端开路一端与微带线导带相连接的梳状电感及和梳状电感能够发生强耦合的开口谐振环(split ring resonators，SRR)实现，如图1所示，利用该微带结构(或者说微带特异材料)的类电磁感应透明特性可在某一频率范围内实现慢波，因而可以用于制作基于微带线的小体积慢波器件；
对于所提出的微带线慢波器件，器件制作完成后其工作频率范围(即具有慢波效应的频率范围)就被固定，无法再改变。这种工作频率固定的特点或者说缺点给慢波器件的应用将带来很大不便，因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种工作频率范围可通过外加直流电压进行调控的基于微带线的可调慢波器件。
为实现上述目的，本发明所采用了下述的技术方案：一种基于微带线的可调慢波器件，包括介质板、开口谐振环、电感元件，
所述开口谐振环、电感元件均设置在介质板上；
所述开口谐振环包括外开口谐振环、内开口谐振环，所述外开口谐振环套设在内开口谐振环的外围，所述电感元件设置在外开口谐振环一侧；
所述外开口谐振环和内开口谐振环中间加载变容二极管。
优选地，所述开口谐振环与可调慢波器件的直流电源之间设有给变容二极管加直流电压的电路。
优选地，所述电路包括电阻、磁珠，所述变容二极管与直流电源的正极之间依次设置磁珠、电阻，所述磁珠、电阻均焊接在电路中，焊入电路中的电阻主要起保护变容二极管的作用，用于防止直流电压过大时，电路中产生过大的电流损坏变容二极管；焊入电路中的磁珠用于防止微波信号进入直流电源。
优选地，所述电感元件为梳状电感。
优选地，所述开口谐振环的形状为矩形、或正方形、或圆形。
优选地，所述外开口谐振环与内开口谐振环的开口边方向相反。
优选地，所述介质板为印刷电路板。
优选地，所述介质板上位于内开口谐振环内侧位置开设一通孔，所述通孔内放置有第二磁珠。
优选地，所述第二磁珠上侧通过焊锡与变容二极管接通，所述第二磁珠下侧通过焊锡与介质板接通，所述第二磁珠用于防止微波信号进入直流电源。
优选地，所述介质板一侧引出一电源正极线，所述介质板另一侧引出一电源负极线，所述电源正极线与直流电源正极连接，所述电源负极线与直流电源负极连接。
优选地，所述介质板为双面印刷电路板。
优选地，所述介质板为环氧树脂覆铜箔板、或聚酰亚胺树脂覆铜箔板、或聚四氟乙烯树脂覆铜箔板。
相对于现有技术的有益效果是，本发明具有类电磁感应透明特性的微带线特异材料的两个开口谐振环(即内开口谐振环和外开口谐振环)之间加载上变容二极管，再通过合适的电路实现能够通过外部直流电源调控变容二极管两端的电压，继而实现可调慢波器件的工作频率范围(即具有慢波效应的频率范围)可以通过外部直流电源进行调控，使用方便，结构简单，有很好的市场经济效益。
附图说明
图1为现有技术方案所提出的慢波器件结构示意图；
图2为本发明结构示意图；
图3为本产品结构示意图之一；
图4为本产品结构示意图之二；
图5为本产品在不同电压下的传输特性曲线图；
图6为本产品在不同电压下的群延时曲线图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
实施例一
如图2所示，该基于微带线的可调慢波器件工作频率范围可通过外加直流电压进行调控。该基于微带线的可调慢波器件，包括介质板12、开口谐振环、电感元件11，
所述开口谐振环、电感元件11均设置在介质板12上；优选地，所述介质板为印刷电路板；进一步优选地，所述介质板为双面印刷电路板。
优选地，所述介质板为环氧树脂覆铜箔板、或聚酰亚胺树脂覆铜箔板、或聚四氟乙烯树脂覆铜箔板。
所述开口谐振环包括外开口谐振环2、内开口谐振环3，所述外开口谐振环2套设在内开口谐振环3的外围，所述电感元件11设置在外开口谐振环一侧；
所述外开口谐振环2和内开口谐振环3中间加载变容二极管4。
优选地，所述开口谐振环与可调慢波器件的直流电源之间设有给变容二极管加直流电压的电路。
优选地，所述电路包括电阻5、磁珠6，所述变容二极管4与直流电源的正极之间依次设置磁珠6、电阻5，所述磁珠、电阻均焊接在电路中，焊入电路中的电阻主要起保护变容二极管的作用，用于防止直流电压过大时，电路中产生过大的电流损坏变容二极管；焊入电路中的磁珠用于防止微波信号进入直流电源。
优选地，所述电感元件为梳状电感。
优选地，所述开口谐振环的形状为矩形、或正方形、或圆形。
优选地，所述外开口谐振环与内开口谐振环的开口边方向相反。
优选地，所述介质板上位于内开口谐振环内侧位置开设一通孔7，所述通孔7内放置有第二磁珠。
优选地，所述第二磁珠上侧通过焊锡与变容二极管接通，所述第二磁珠下侧通过焊锡与介质板接通，所述第二磁珠用于防止微波信号进入直流电源。
优选地，所述介质板一侧引出一电源正极线8，所述介质板另一侧引出一电源负极线9，所述电源正极线8与直流电源正极连接，所述电源负极线9与直流电源负极连接。
根据本发明所提出的技术方案，我们所制作的样品如图3、图4所示，制作样品时我们采用的是介电常数为2.65，介质板厚度为1.0mm的双面印刷电路板，微带线的金属导带宽度为2.73mm。如图4所示，梳状电感和开口谐振环系统的结构参数值为：梳状电感长l＝21.5mm，宽u＝0.4mm；外面的正方形开口谐振环的边长a＝7.5mm；内、外开口谐振环的金属线宽度w＝0.5mm；内、外开口谐振环的开口处缝宽g＝0.4mm；外开口谐振环到梳状电感的距离p＝0.4mm；内开口谐振环和外开口谐振环左侧的距离m＝0.3mm，上侧和下侧的距离与左侧的距离相等，右侧的距离n＝1.8mm。
所制作样品在不同直流电压下的传输特性曲线如图5所示，不同电压下的群延时曲线如图6所示，由图5和图6可以看出，器件实现慢波的频率范围可通过外部直流电源进行调控。
实施例二
本实施例与实施例一不同之处是，组成可调慢波器件的单元的个数可以改变(一个梳状电感和一对开口谐振环组成一个单元)，可以是1个单元，也可以是3个或更多个单元，使用者可根据实际的使用情况来选择需要的单元个数。
实施例三
本实施例与实施例一不同之处是，外开口谐振环和内开口谐振环中间加载变容二极管的位置可以改变，只要加载在内、外两个开口谐振环之间即可(即变容二极管的一端和内谐振环相连接，另一端和外谐振环相连接)。
本发明具有类电磁感应透明特性的微带线特异材料的两个开口谐振环(即内开口谐振环和外开口谐振环)之间加载上变容二极管，再通过合适的电路实现能够通过外部直流电源调控变容二极管两端的电压，继而实现可调慢波器件的工作频率范围(即具有慢波效应的频率范围)可以通过外部直流电源进行调控，使用方便，结构简单，有很好的市场经济效益。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于微带线的可调慢波器件，其特征在于，包括介质板、开口谐振环、电感元件，
所述开口谐振环、电感元件均设置在介质板上；
所述开口谐振环包括外开口谐振环、内开口谐振环，所述外开口谐振环套设在内开口谐振环的外围，所述电感元件设置在外开口谐振环一侧；
所述外开口谐振环和内开口谐振环中间加载变容二极管。
2.根据权利要求1所述的基于微带线的可调慢波器件，其特征在于，所述开口谐振环与可调慢波器件的直流电源之间设有给变容二极管加直流电压的电路。
3.根据权利要求2所述的基于微带线的可调慢波器件，其特征在于，所述电路包括电阻、磁珠，所述变容二极管与直流电源的正极之间依次设置磁珠、电阻，所述磁珠、电阻均焊接在电路中，焊入电路中的电阻主要起保护变容二极管的作用，用于防止直流电压过大时，电路中产生过大的电流损坏变容二极管；焊入电路中的磁珠用于防止微波信号进入直流电源。
4.根据权利要求1所述的基于微带线的可调慢波器件，其特征在于，所述电感元件为梳状电感。
5.根据权利要求1所述的基于微带线的可调慢波器件，其特征在于，所述开口谐振环的形状为矩形、或正方形、或圆形。
6.根据权利要求1所述的基于微带线的可调慢波器件，其特征在于，所述外开口谐振环与内开口谐振环的开口边方向相反。
7.根据权利要求1所述的基于微带线的可调慢波器件，其特征在于，所述介质板为印刷电路板。
8.根据权利要求1所述的基于微带线的可调慢波器件，其特征在于，所述介质板上位于内开口谐振环内侧位置开设一通孔，所述通孔内放置有第二磁珠。
9.根据权利要求1至8所述的基于微带线的可调慢波器件，其特征在于，所述第二磁珠上侧通过焊锡与变容二极管接通，所述第二磁珠下侧通过焊锡与介质板接通，所述第二磁珠用于防止微波信号进入直流电源。
10.根据权利要求9所述的基于微带线的可调慢波器件，其特征在于，所述介质板一侧引出一电源正极线，所述介质板另一侧引出一电源负极线，所述电源正极线与直流电源正极连接，所述电源负极线与直流电源负极连接。
CN201310231328XA 2013-06-08 2013-06-08 一种基于微带线的可调慢波器件 Pending CN103268970A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310231328XA CN103268970A (zh) 2013-06-08 2013-06-08 一种基于微带线的可调慢波器件

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310231328XA CN103268970A (zh) 2013-06-08 2013-06-08 一种基于微带线的可调慢波器件

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103268970A true CN103268970A (zh) 2013-08-28

Family

ID=49012587

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310231328XA Pending CN103268970A (zh) 2013-06-08 2013-06-08 一种基于微带线的可调慢波器件

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103268970A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104536161A (zh) * 2014-12-25 2015-04-22 同济大学 一种固定频率慢波可调装置
CN104810579A (zh) * 2015-05-12 2015-07-29 中国矿业大学 一种基于人工表面等离激元的可调带阻滤波器
CN106887661A (zh) * 2017-03-15 2017-06-23 电子科技大学 基于集总参数电感加载的慢波基片集成波导
CN110752430A (zh) * 2019-10-28 2020-02-04 南京邮电大学 小型化慢波半模基片集成波导e面耦合器

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110248797A1 (en) * 2007-03-23 2011-10-13 Christophe Caloz Tunable delay system and corresponding method
CN103414257A (zh) * 2013-07-09 2013-11-27 同济大学 一种基于美特材料中电磁遂穿效应的非辐射无线电能传输系统

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110248797A1 (en) * 2007-03-23 2011-10-13 Christophe Caloz Tunable delay system and corresponding method
CN103414257A (zh) * 2013-07-09 2013-11-27 同济大学 一种基于美特材料中电磁遂穿效应的非辐射无线电能传输系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YONG SUN ET AL: "Electromagnetically induced transparency in metamaterials：Influence of intrinsic loss and dynamic evolution", 《PHYSICAL REVIEW B》 *
李海洋等: "基于开口环的可调谐振滤波器及其电磁带隙", 《光学学报》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104536161A (zh) * 2014-12-25 2015-04-22 同济大学 一种固定频率慢波可调装置
CN104810579A (zh) * 2015-05-12 2015-07-29 中国矿业大学 一种基于人工表面等离激元的可调带阻滤波器
CN106887661A (zh) * 2017-03-15 2017-06-23 电子科技大学 基于集总参数电感加载的慢波基片集成波导
CN106887661B (zh) * 2017-03-15 2018-12-04 电子科技大学 基于集总参数电感加载的慢波基片集成波导
CN110752430A (zh) * 2019-10-28 2020-02-04 南京邮电大学 小型化慢波半模基片集成波导e面耦合器
CN110752430B (zh) * 2019-10-28 2021-06-29 南京邮电大学 小型化慢波半模基片集成波导e面耦合器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104518742B (zh) 一种高效率双频带f类功率放大器
CN105826653B (zh) 一种天线装置和移动终端
CN103268970A (zh) 一种基于微带线的可调慢波器件
CN104485515A (zh) 加载集总元件的宽带吸波材料
CN203260700U (zh) 腔体滤波器
US9711832B2 (en) Harmonic oscillator and cavity filter and electromagnetic wave device thereof
CN103633446A (zh) 基于表面渐变结构的宽带极化不敏感的超材料吸波体
CN103178352A (zh) 一种多频单负介电常数超材料及其制备方法
US10079427B2 (en) Antenna with slitless closed frame and wireless communications device
CN103840263B (zh) 开关可控的各向异性零折射率器件
CN108321514B (zh) 一种一体化、小型化同轴馈电圆极化整流天线
CN204480854U (zh) 一种一体成型电感
CN203415688U (zh) 天线装置及应用该装置的移动通讯装置
CN204156097U (zh) 加载集总元件的宽带吸波材料
CN208570907U (zh) 一种5g中频段小尺寸pcb天线
CN204167485U (zh) 一种具有非线性特性的类电磁感应透明特异装置
CN105226353A (zh) 同轴腔体滤波器
CN205829591U (zh) 一种小型化微波幅度均衡器
CN205335401U (zh) 一种基于金属贴片控制频率和耦合的双模介质滤波器
CN108063310B (zh) 一种5g中频段小尺寸pcb天线
CN107039774B (zh) 一种基于微带线的单负超材料复合结构
CN208014875U (zh) 一种腔体滤波器
CN208655393U (zh) 一种平板变压器
Yamashita et al. High efficiency MW-Band rectenna using a coaxial dielectric resonator and distributed capacitors
RU96286U1 (ru) Катушка индуктивности, выполненная на тороидальном магнитопроводе с теплоотводом

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20160329

Address after: Weidu District Bayi Road 461000 Xuchang city Henan province Xuchang University No. 88

Applicant after: Xuchang College

Address before: 461000 School of electrical and information engineering, Xuchang University, Bayi Road, Henan, Xuchang, China

Applicant before: School of Electrical Engineering, Xuchang Unversity

RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20130828