CN111682850A - 简化左右手复合传输线单元以及超宽带移相器 - Google Patents

简化左右手复合传输线单元以及超宽带移相器 Download PDF

Info

Publication number
CN111682850A
CN111682850A CN202010617206.4A CN202010617206A CN111682850A CN 111682850 A CN111682850 A CN 111682850A CN 202010617206 A CN202010617206 A CN 202010617206A CN 111682850 A CN111682850 A CN 111682850A
Authority
CN
China
Prior art keywords
line
scrlh
stub
unit
inductor
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.)
Granted
Application number
CN202010617206.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111682850B (zh
Inventor
宗彬锋
耿林
胡茂凯
王亚伟
曾会勇
邹晓鋆
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.)
Air Force Engineering University of PLA
Original Assignee
Air Force Engineering University of PLA
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 Air Force Engineering University of PLA filed Critical Air Force Engineering University of PLA
Priority to CN202010617206.4A priority Critical patent/CN111682850B/zh
Publication of CN111682850A publication Critical patent/CN111682850A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111682850B publication Critical patent/CN111682850B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D7/00Transference of modulation from one carrier to another, e.g. frequency-changing
    • H03D7/16Multiple-frequency-changing

Abstract

本申请提供一种简化左右手复合传输线单元以及超宽带移相器,涉及宽带移相器技术领域。SCRLH‑TL单元包括短截线元件、接地枝节、连接件以及对称的输入端线和输出端线;输入端线包括末端和内端,末端内侧的宽的中点与内端外侧的宽的中点重合,输入端线的内端的两长边上锯齿状分布有至少一个端线凸条,短截线元件包括短截线凸条与输入端线和输出端线的端线凸条配合的四个短截线元件,构成宽为gc的连续“几”字型沟道从而形成交指结构。上述SCRLH‑TL单元在高低阻抗线部分引入交指结构,并通过元件部分的结构及尺寸参数使SCRLH‑TL单元能够满足超宽带移相器的非线性特征和行业规定频率范围,整体设计及结构简单。

Description

简化左右手复合传输线单元以及超宽带移相器
技术领域
本申请涉及宽带移相器技术领域,具体而言,涉及一种简化左右手复合传输线单元以及超宽带移相器。
背景技术
传统的差分移相器是依靠两条传输线的长度差来实现相移,或者在相同长度的情况下通过改变传输线的传播常数来实现相移。然而,这两种方法实现的相移带宽都是比较窄。目前宽带移相器的设计方法主要包括:Schiffman移相器、分支线耦合器及混合环、多层宽边缝隙耦合技术、微带-共面波导宽边耦合技术、平行开短路枝节加载技术。上述设计方法由于设计复杂、紧耦合物理间距过小等不同原因,不适用于超宽带差分移相,而利用复合左右手传输线技术可以在单平面实现超宽带差分移相,且具有较小的插入损耗和相位不平衡度,但又存在结构复杂、设计难度大的问题。
发明内容
有鉴于此,本申请实施例的目的在于提供一种简化左右手复合传输线单元以及超宽带移相器,以改善现有技术中存在的现有简单传输线技术无法实现超宽带差分移相,能够实现超宽带差分移相的复合左右手传输线技术结构复杂、设计困难问题。
本申请实施例提供了一种简化左右手复合传输线单元,所述简化左右手复合传输线SCRLH-TL单元包括短截线元件、接地枝节、输入端线、连接件和输出端线,所述SCRLH-TL单元是相对介电常数为εr、厚度为h、损耗角正切tanδ的介质板;所述输入端线包括长为l0、宽为w0的末端以及长为
Figure BDA0002560817040000021
宽为w1的内端,所述末端内侧的宽边的中点与所述内端外侧的宽边的中点重合,所述输入端线的内端的两个长边上呈锯齿状分布有至少一个端线凸条,所述至少一个端线凸条中每个端线凸条的长为lc、宽为wc,所述输入端线通过所述连接件与所述输出端线连接,所述连接件的长为l2、宽为w2,所述连接件的两个宽边的中点分别与所述输入端线的所述内端内侧的宽边的中点以及所述输出端线的内端的宽边的中点重合,所述输出端线与所述输入端线沿所述连接件的长边的中线对称;所述短截线元件包括第一短截线元件、第二短截线元件、第三短截线元件和第四短截线元件,所述第一短截线元件包括长为
Figure BDA0002560817040000022
宽为w4的横条,所述第一短截线元件的两个宽边与所述输入端线的所述内端的两个宽边对齐,所述横条朝向所述输入端线的长边锯齿状分布有至少一个短截线凸条,所述至少一个短截线凸条中每个短截线凸条的长为lc、宽为wc,所述至少一个短截线凸条与所述至少一个端线凸条构成宽为gc的连续几字型沟道,所述第二短截线元件与所述第一短截线元件沿所述连接件的长边的中线对称,所述第三短截线元件与所述第一短截线元件沿所述连接件的宽边的中线对称,所述第四短截线元件与所述第二短截线元件沿所述连接件的宽边的中线对称;所述接地枝节包括内端和环端,所述接地枝节的内端的宽为w3且所述接地枝节的内端的宽边的中点与所述连接件的长边的中点重合,所述接地枝节相对所述第三短截线元件远离所述输入端线的长边的方向延伸出的长度为l1,所述环端的外直径为d、内半径为r。
在上述实现方式中,引入可在宽带甚至超宽带实现阻抗匹配特性的SCRLH-TL,并在其高低阻抗线部分引入交指结构,通过构造和尺寸的改进设计了新型SCRLH-TL,具有结构简单、设计简单的特点,同时新型SCRLH-TL的相位具有非线性特性,可以用于宽带器件的设计,且该SCRLH-TL单元和传统微带线的相位曲线具有基本一致的斜率,在指定频带范围内能够实现行业规定或常用频率范围下的宽带差分移相。
可选地,所述SCRLH-TL单元通过特性阻抗为Z0、电长度为θ的微带线进行馈电。
在上述实现方式中,采用微带线进行馈电,其具有印刷电路可平面化、高介电常数基片材料和自由连接固体器件等优点,从而能够实现SCRLH-TL单元的小型化、集成化。
可选地,所述SCRLH-TL单元的等效电路把包括第一微带线、第二微带线、第一电容、第二电容、第一电感、第二电感和第三电感;所述第一微带线的第一端为所述SCRLH-TL单元的输入端,所述第一微带线的第二端分别与所述第一电容的第一端以及所述第一电感的第一端连接,所述第一电感的第二端分别与所述第二电感的第一端以及所述第三电感的第一端连接,所述第三电感的第二端分别与所述第二电容的第一端以及所述第二微带线的第一端连接,所述第一电容的第二端、所述第二电容的第二端和所述第二电感的第一端相连并接地,所述第二微带线的第二端为所述SCRLH-TL单元的输出端。
在上述实现方式中,SCRLH-TL单元的等效电路中包括高低阻抗线的电感部分、电容部分、传输线的对地电容部分以及接地枝节的电感部分,具有相关元件尺寸参数以及宽带差分移相设计计算简便的特点。
可选地,所述SCRLH-TL单元的所述介质板中εr=3.38,h=0.5mm,tanδ=0.001。
在上述实现方式中,通过对SCRLH-TL单元的介质板的相对介电常数、厚度、损耗角正切进行设定,提供其实现超宽带差分移相的基础。
可选地,所述SCRLH-TL单元的Z0=50Ω,θ=28mm。
在上述实现方式中,SCRLH-TL的特性阻抗与端口的输入阻抗一致,使Z0=50Ω以保证传输线在通带内阻抗匹配良好,且电长度设置小于或等于四分之一波长时将传输线认为是均匀的更利于进行参数计算和设计。
可选地,所述SCRLH-TL单元中w0=1.15mm,l0=7mm,w1=1.55mm,l1=2.18mm,w2=0.9mm,l2=0.8mm,w3=0.4mm,l3=7.6mm,w4=0.6mm,wc=0.4mm,lc=0.8mm,gc=0.2mm,d=0.6mm,r=0.15mm。
在上述实现方式中,通过对各元件及结构的尺寸参数进行设计,使其对应的电路参数的SCRLH-TL和传统微带线的相位曲线具有基本一致的斜率,在2.14-10.69GHz频带范围内满足相位差需求。
可选地,所述第一电感和所述第三电感的电感值为
Figure BDA0002560817040000041
所述第二电感的电感值为LL=2.67nH,所述第一电容和所述第二电容的电容值为CR=0.475pF。
本申请实施例还提供了一种基于SCRLH-TL的超宽带移相器,所述基于SCRLH-TL的超宽带移相器包括如上述的SCRLH-TL单元。
在上述实现方式中,引入高阻抗线/低阻抗线部分具有交指结构、可在宽带甚至超宽带实现阻抗匹配特性的SCRLH-TL,基于该SCRLH-TL的相位具有非线性特性,进行的宽带器件设计较为简单,且该SCRLH-TL单元和传统微带线的相位曲线具有基本一致的斜率,在指定频带范围内能够实现行业规定或常用频率范围下的宽带差分移相,简化了超宽带移相器的设计难度和结构复杂度。
可选地,所述超宽带移相器为45°移相器,所述超宽带移相器在2.77-11.55GHz频率范围内反射系数小于-10dB,最大插入损耗为1.4dB,所述超宽带移相器在3-10.63GHz的相位差为45°±5°。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种SCRLH-TL单元的结构示意图。
图2为本申请实施例提供的一种SCRLH-TL单元的等效电路图。
图3(a)为本申请实施例提供的一种SCRLH-TL单元的衰减特性和相移特性示意图。
图3(b)为本申请实施例提供的一种SCRLH-TL单元的衰阻抗特性示意图。
图4(a)为本申请实施例提供的一种SCRLH-TL单元等效电路的相位仿真结果示意图。
图4(b)为本申请实施例提供的一种SCRLH-TL单元等效电路的相位差仿真结果示意图。
图5(a)为本申请实施例提供的一种基于SCRLH-TL的超宽带移相器的S参数测试结果示意图。
图5(b)为本申请实施例提供的一种基于SCRLH-TL的超宽带移相器的相位差测试结果示意图。
图标:10-SCRLH-TL单元;11-输入端线;12-连接件;13-输出端线;14-短截线元件;15-接地枝节。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。
经本申请人研究发现,现有的宽带移相器的设计方法主要包括希夫曼(Schiffman)移相器、分支线耦合器及混合环、多层宽边缝隙耦合技术、微带-共面波导宽边耦合技术、平行开短路枝节加载技术。已经采用的宽带移相器技术主要存在以下缺点:(1)Schiffman移相器,这一方法主要利用紧耦合方式获得与传统传输线不同的相位特性,实现差分移相器的设计,由于实现紧耦合所需的物理间距较小,限制了其在高频段的应用;(2)分支线耦合器及混合环,基于这一方法设计的差分移相器难以实现超宽带设计;(3)多层宽边缝隙耦合技术,采用这一方法实现的差分移相器具有较小的相位不平衡度,但是设计过程和结构较复杂;(4)微带-共面波导宽边耦合技术,这一方法能够实现超宽带差分移相且相位不平衡度小,但是需要破坏接地板结构,不利于其它期间的一体化设计;(5)平行开短路枝节加载技术,这一方法能够在单平面实现宽带差分移相,但是其插入损耗较大。
利用复合左右手传输线技术可以在单平面实现超宽带差分移相器,且具有较小的插入损耗和相位不平衡度,但其存在结构较为复杂的问题。与复合左右手传输线(Composite right/left-handed Transmission Line,CRLH-TL)相比,简化复合左右手传输线(Simplified composite right/left handed transmission line,SCRLH-TL)虽然不具备相位超前特性,但是它的结构更加简单,且能实现超宽带工作,在部分场合能够取代CRLH-TL用于超宽带器件的设计。现有技术已经提出了一种可在宽带甚至超宽带实现阻抗匹配特性的SCRLH-TL,本专利在该传输线的基础上,在高低阻抗线的低阻抗线部分引入交指结构,设计了新型SCRLH-TL单元,并利用新型传输线设计了超宽带差分移相器,降低了SCRLH-TL和超宽带差分移相器的结构复杂度和设计难度。
请参考图1,图1为本申请实施例提供的一种SCRLH-TL单元的结构示意图。
SCRLH-TL单元10包括输入端线11、连接件12、输出端线13、短截线元件14和接地枝节15。
输入端线11包括长为l0、宽为w0的末端以及长为
Figure BDA0002560817040000061
宽为w1的内端,输入端线11的末端内侧的宽的中点与内端外侧的宽的中点重合,以使输入端线11的末端和内端规范连接。
输入端线11的内端的两长边上锯齿状分布有至少一个端线凸条,每个端线凸条的长为lc、宽为wc。可选地,本实施例中输入端线11的内端的一条长边上的端线凸条数量可以是但不限于是2、3、5等。
进一步地,输出端线13的结构与输入端线11相对于连接件12对称,且尺寸与输入端线11相同。
可选地,本实施例中的输入端线11和输出端线13的末端和内端均为矩形。
连接件12为长为l2、宽为w2矩形,其用于连接输入端线11、输出端线13以及接地枝节15。
连接件12的两个宽边的中点分别与输入端线11的内端的宽的中点以及输出端线13的内端的宽的中点重合,以使输入端线11、连接件12以及输出端线13规范连接。具体地,输出端线13与输入端线11沿连接件12的长边的中线对称。
在微波与射频工程中,短截线是用于连接的传输线或波导。短截线的自由端开路或(在波导的情形)短路。忽略传输线的损耗,短截线的输入阻抗是纯抗性的;是容性还是感性,取决于短截线的电长度以及是开路还是短路。短截线在无线电频率可能用作电容、电感和谐振电路。本实施例中的短截线元件14用于完成高阻抗线和低阻抗线的功能,高阻抗线一定程度上可视为电感,低阻抗线一定程度上可视为电容。
可选地,本实施例中的短截线元件14的数量可以为4个,例如与输入端线11的内端上长边相对的第一短截线元件,与输出端线13的内端上长边相对的第二短截线元件,与输入端线11的内端下长边相对的第三短截线元件,以及与输出端线13的内端下长边相对的第四短截线元件。
第一短截线元件包括长为
Figure BDA0002560817040000071
宽为w4的横条,第一短截线元件的两个宽边与输入端线11的内端的两个宽边对齐,第一短截线元件的横条朝向输入端线11的上长边锯齿状分布有至少一个短截线凸条,每个短截线凸条的长为lc、宽为wc。第一短截线元件的短截线凸条数量与输入端线11的上长边的端线凸条的数量相同,且第一短截线元件的短截线凸条与输入端线11的上长边的端线凸条构成宽为gc的连续“几”字型沟道从而形成交指结构。
相对于其他短截线元件,第二短截线元件与第一短截线元件沿连接件12的长边的中线对称,第三短截线元件与第一短截线元件沿连接件12的宽边的中线对称,第四短截线元件与第二短截线元件沿连接件12的宽边的中线对称。
接地枝节15包括内端和环端,接地枝节15的内端的宽为w3且接地枝节15的内端的宽边的中点与连接件12的长边的中点重合,接地枝节15相对第三短截线元件背对输入端线11的长边延伸出的长度为l1,环端的外直径为d、内半径为r。
请参考图2,图2为本申请实施例提供的一种SCRLH-TL单元的等效电路图。
SCRLH-TL单元10的等效电路包括第一微带线、第二微带线、第一电容、第二电容、第一电感、第二电感和第三电感,第一微带线的第二端分别与第一电容的第一端以及第一电感的第一端连接,第一电感的第二端分别与第二电感的第一端以及第三电感的第一端连接,第三电感的第二端分别与第二电容的第一端以及第二微带线的第一端连接,第一电容的第二端、第二电容的第二端和第二电感的第一端相连并接地,第二微带线的第二端为SCRLH-TL单元10的输出端。
其中,第一电感和第二电感为高低阻抗线即短截线元件14等效的电感,第一电感和第二电感的和为LR;第一电容和第二电容为交指结构的等效电容和SCRLH-TL单元10的等效对地电容,第一电容和第二电容的和为CR;第三电感为接地枝节15的等效电感,第三电感的值为LL
可选地,SCRLH-TL单元10通过特性阻抗为Z0、电长度为θ的微带线进行馈电,该部分微带线还可以用于相位的调节。需要说明的是,在上述图2和描述中SCRLH-TL单元10的等效电路中忽略了寄生元件。
下面对SCRLH-TL单元10进行特性分析,当单元结构的电长度小于等于四分之一波长,即电长度βp<90°,可以认为SCRLH-TL单元10是均匀的。此时,该传输线可以采用布洛赫理论进行分析,根据分析,可以得到如下色散关系和特性阻抗:
Figure BDA0002560817040000091
Figure BDA0002560817040000092
Figure BDA0002560817040000093
其中,β为相位常数,p为SCRLH-TL的物理尺寸,Zc(ω)为SCRLH-TL的特性阻抗,ω为SCRLH-TL工作频率,Z(ω)为串联阻抗;Y(ω)为并联导纳。
联立式(1)-式(3)并令βp=0和βp=π,可分别得到:
Figure BDA0002560817040000094
Figure BDA0002560817040000095
ω1和ω2分别为SCRLH-TL工作带宽的最低和最高频点,SCRLH-TL工作的中心频率为ω0=0.5(ω12)。基于式(4)和式(5)可得LL和CR的表达式为:
Figure BDA0002560817040000096
Figure BDA0002560817040000097
若在ω1和ω2确定的频带范围内,SCRLH-TL即传输线的特性阻抗Zc(ω)与端口的输入阻抗Z0一致,则可认为传输线在通带内阻抗匹配良好,通常确定Z0=50Ω。此时将(3)、(6)和(7)代入式(2)可得到LR,再将LR代入式(6)和(7)即可得到LL和CR。则上述图2中SCRLH-TL单元10的集总模型的相位为:
Figure BDA0002560817040000101
从上式可以看出,所提出的传输线的相位具有非线性特性,可以用于宽带器件的设计。若取ω1和ω2分别为3.1GHz和10.6GHz,则经过计算可知,LR=0.94nH,LL=2.67nH,CR=0.95pF。此时,SCRLH-TL的特性曲线如图3所示,由图3(a)可以看出,在3.1-10.6GHz频率范围内,衰减常数为0,而相移常数为实数,故在该频带范围内呈现通带。在该频带范围以外,衰减常数不为0,相移常数则为实数,此时电磁波在传输线中不能传播。综上,所设计的传输线具有非线性的相位特性。此外,由图3(b)可以看出,该传输线在通带范围的特性阻抗约为50Ω,与分析基本一致。
本申请实施例还提供了一种基于SCRLH-TL的超宽带移相器,该超宽带移相器包括SCRLH-TL单元10。
可选地,本实施中采用所提出的传输线与传统微带线设计带宽为3.1-10.6GHz的45°移相器(即基于SCRLH-TL的超宽带移相器)。假设传统微带线的电长度为θr,其相位为:
Figure BDA0002560817040000102
则两传输线的相位差为:
Figure BDA0002560817040000103
经过计算可得到电路参数包括:LR=1nH,LL=2.67nH,CR=0.95pF,θ=π/3,θr=π。图4(a)和图4(b)给出了等效电路的相位仿真结果。从图4中可以看出,通过所得电路参数计算得到的SCRLH-TL和传统微带线的相位曲线具有基本一致的斜率,在2.14-10.69GHz频带范围内,两者的相位差为45°±5°。
通过对SCRLH-TL单元10优化仿真可得如下结构参数,w0=1.15mm,l0=7mm,w1=1.55mm,l1=2.18mm,w2=0.9mm,l2=0.8mm,w3=0.4mm,l3=7.6mm,w4=0.6mm,wc=0.4mm,lc=0.8mm,gc=0.2mm,d=0.6mm。金属化过孔的半径r=0.15mm,传统微带线的长度θ=28mm。CRLH-TL单元10采用相对介电常数εr=3.38,厚度h=0.5mm,损耗角正切tanδ=0.001的介质板。可选地,在其他实施例中介质板可以根据设计需求重新选择。
请参考图5(a),图5(a)为本申请实施例提供的一种基于SCRLH-TL的超宽带移相器的S参数测试结果示意图,该超宽带45°移相器在2.77-11.55GHz频率范围内反射系数小于-10dB,最大插入损耗为1.4dB。请参考图5(b),图5(b)为本申请实施例提供的一种基于SCRLH-TL的超宽带移相器的相位差测试结果示意图,其在在3-10.63GHz的相位差为45°±5°。考虑S参数和相位差,基于SCRLH-TL的超宽带移相器的带宽为3-10.63GHz,覆盖了3.1-10.6GHz的频率范围。
综上所述,本申请实施例提供了一种简化左右手复合传输线单元以及超宽带移相器,所述简化左右手复合传输线SCRLH-TL单元包括短截线元件、接地枝节、输入端线、连接件和输出端线,所述SCRLH-TL单元采用相对介电常数为εr、厚度为h、损耗角正切tanδ的介质板;所述输入端线包括长为l0、宽为w0的末端以及长为
Figure BDA0002560817040000111
宽为w1的内端,所述末端内侧的宽的中点与所述内端外侧的宽的中点重合,输入端线的内端的两长边上锯齿状分布有至少一个端线凸条,所述至少一个端线凸条中每个端线凸条的长为lc、宽为wc,所述输入端线通过所述连接件与所述输出端线连接,所述连接件的长为l2、宽为w2,所述连接件的两个宽边的中点分别与所述输入端线的所述内端的宽的中点以及所述输出端线的内端的宽的中点重合,所述输出端线与所述输入端线沿所述连接件的长边的中线对称;所述短截线元件包括第一短截线元件、第二短截线元件、第三短截线元件和第四短截线元件,所述第一短截线元件包括长为
Figure BDA0002560817040000121
宽为w4的横条,所述第一短截线元件的两个宽边与所述输入端线的所述内端的两个宽边对齐,所述横条朝向所述输入端线的长边锯齿状分布有至少一个短截线凸条,所述至少一个短截线凸条中每个短截线凸条的长为lc、宽为wc,所述至少一个短截线凸条与所述至少一个端线凸条构成宽为gc的连续“几”字型沟道从而形成交指结构,所述第二短截线元件与所述第一短截线元件沿所述连接件的长边的中线对称,所述第三短截线元件与所述第一短截线元件沿所述连接件的宽边的中线对称,所述第四短截线元件与所述第二短截线元件沿所述连接件的宽边的中线对称;所述接地枝节包括内端和环端,所述接地枝节的内端的宽为w3且所述接地枝节的内端的宽边的中点与所述连接件的长边的中点重合,所述接地枝节相对所述第三短截线元件背对所述输入端线的长边延伸出的长度为l1,所述环端的外直径为d、内半径为r。
在上述实现方式中,引入可在宽带甚至超宽带实现阻抗匹配特性的SCRLH-TL,并在其高低阻抗线部分引入交指结构,通过构造和尺寸的改进设计了新型SCRLH-TL,具有结构简单、设计简单的特点,同时新型SCRLH-TL的相位具有非线性特性,可以用于宽带器件的设计,且该SCRLH-TL单元和传统微带线的相位曲线具有基本一致的斜率,在指定频带范围内能够实现行业规定或常用频率范围下的宽带差分移相。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的设备,也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,附图中的框图显示了根据本申请的多个实施例的设备的可能实现的体系架构、功能和操作。
另外,在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分,也可以是各个模块单独存在,也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请的保护范围,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (9)

1.一种简化左右手复合传输线单元,其特征在于,所述简化左右手复合传输线SCRLH-TL单元包括短截线元件、接地枝节、输入端线、连接件和输出端线,所述SCRLH-TL单元是相对介电常数为εr、厚度为h、损耗角正切tan的介质板;
所述输入端线包括长为l0、宽为w0的末端以及长为
Figure FDA0002560817030000011
宽为w1的内端,所述末端内侧的宽边的中点与所述内端外侧的宽边的中点重合,所述输入端线的内端的两个长边上呈锯齿状分布有至少一个端线凸条,所述至少一个端线凸条中每个端线凸条的长为lc、宽为wc,所述输入端线通过所述连接件与所述输出端线连接,所述连接件的长为l2、宽为w2,所述连接件的两个宽边的中点分别与所述输入端线的所述内端内侧的宽边的中点以及所述输出端线的内端的宽边的中点重合,所述输出端线与所述输入端线沿所述连接件的长边的中线对称;
所述短截线元件包括第一短截线元件、第二短截线元件、第三短截线元件和第四短截线元件,所述第一短截线元件包括长为
Figure FDA0002560817030000012
宽为w4的横条,所述第一短截线元件的两个宽边与所述输入端线的所述内端的两个宽边对齐,所述横条朝向所述输入端线的长边锯齿状分布有至少一个短截线凸条,所述至少一个短截线凸条中每个短截线凸条的长为lc、宽为wc,所述至少一个短截线凸条与所述至少一个端线凸条构成宽为gc的连续几字型沟道,所述第二短截线元件与所述第一短截线元件沿所述连接件的长边的中线对称,所述第三短截线元件与所述第一短截线元件沿所述连接件的宽边的中线对称,所述第四短截线元件与所述第二短截线元件沿所述连接件的宽边的中线对称;
所述接地枝节包括内端和环端,所述接地枝节的内端的宽为w3且所述接地枝节的内端的宽边的中点与所述连接件的长边的中点重合,所述接地枝节相对所述第三短截线元件远离所述输入端线的长边的方向延伸出的长度为l1,所述环端的外直径为d、内半径为r。
2.根据权利要求1所述的SCRLH-TL单元,其特征在于,所述SCRLH-TL单元通过特性阻抗为Z0、电长度为θ的微带线进行馈电。
3.根据权利要求2所述的SCRLH-TL单元,其特征在于,所述SCRLH-TL单元的等效电路包括第一微带线、第二微带线、第一电容、第二电容、第一电感、第二电感和第三电感;
所述第一微带线的第一端为所述SCRLH-TL单元的输入端,所述第一微带线的第二端分别与所述第一电容的第一端以及所述第一电感的第一端连接,所述第一电感的第二端分别与所述第二电感的第一端以及所述第三电感的第一端连接,所述第三电感的第二端分别与所述第二电容的第一端以及所述第二微带线的第一端连接,所述第一电容的第二端、所述第二电容的第二端和所述第二电感的第二端相连并接地,所述第二微带线的第二端为所述SCRLH-TL单元的输出端。
4.根据权利要求3所述的SCRLH-TL单元,其特征在于,所述SCRLH-TL单元的所述介质板中εr=3.38,h=0.5mm,tanδ=0.001。
5.根据权利要求4所述的单元,其特征在于,所述SCRLH-TL单元的Z0=50Ω,θ=28mm。
6.根据权利要求5所述的SCRLH-TL单元,其特征在于,所述SCRLH-TL单元中w0=1.15mm,l0=7mm,w1=1.55mm,l1=2.18mm,w2=0.9mm,l2=0.8mm,w3=0.4mm,l3=7.6mm,w4=0.6mm,wc=0.4mm,lc=0.8mm,gc=0.2mm,d=0.6mm,r=0.15mm。
7.根据权利要求6所述的SCRLH-TL单元,其特征在于,所述第一电感和所述第三电感的电感值为
Figure FDA0002560817030000021
所述第二电感的电感值为LL=2.67nH,所述第一电容和所述第二电容的电容值为CR=0.475pF。
8.一种基于简化左右手复合传输线的超宽带移相器,其特征在于,所述基于SCRLH-TL的超宽带移相器包括如权利要求1-7中任一项所述的SCRLH-TL单元。
9.根据权利要求8所述的超宽带移相器,其特征在于,所述超宽带移相器为45°移相器,所述超宽带移相器在2.77-11.55GHz频率范围内反射系数小于-10dB,最大插入损耗为1.4dB,所述超宽带移相器在3-10.63GHz的相位差为45°±5°。
CN202010617206.4A 2020-06-29 2020-06-29 简化左右手复合传输线单元以及超宽带移相器 Active CN111682850B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010617206.4A CN111682850B (zh) 2020-06-29 2020-06-29 简化左右手复合传输线单元以及超宽带移相器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010617206.4A CN111682850B (zh) 2020-06-29 2020-06-29 简化左右手复合传输线单元以及超宽带移相器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111682850A true CN111682850A (zh) 2020-09-18
CN111682850B CN111682850B (zh) 2022-12-30

Family

ID=72456963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010617206.4A Active CN111682850B (zh) 2020-06-29 2020-06-29 简化左右手复合传输线单元以及超宽带移相器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111682850B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112864549A (zh) * 2021-01-07 2021-05-28 南京邮电大学 一种新型多路宽带小型化差分移相器
WO2023123004A1 (en) * 2021-12-29 2023-07-06 Boe Technology Group Co., Ltd. Antenna and electronic apparatus

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101246983A (zh) * 2008-03-17 2008-08-20 南京大学 基于简化左手传输线结构的超宽带滤波器
CN109818115A (zh) * 2019-03-24 2019-05-28 西安电子科技大学 基于左手超材料的电可调移相器

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101246983A (zh) * 2008-03-17 2008-08-20 南京大学 基于简化左手传输线结构的超宽带滤波器
CN109818115A (zh) * 2019-03-24 2019-05-28 西安电子科技大学 基于左手超材料的电可调移相器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
龚建强等: "一种新型SCRLH传输线结构的设计与分析", 《华南理工大学学报(自然科学版)》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112864549A (zh) * 2021-01-07 2021-05-28 南京邮电大学 一种新型多路宽带小型化差分移相器
CN112864549B (zh) * 2021-01-07 2021-10-19 南京邮电大学 一种新型多路宽带小型化差分移相器
WO2023123004A1 (en) * 2021-12-29 2023-07-06 Boe Technology Group Co., Ltd. Antenna and electronic apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
CN111682850B (zh) 2022-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108172958B (zh) 一种基于共面波导的周期性慢波传输线单元
KR102046408B1 (ko) 선택도 특성이 향상된 전력 분배기
JP2010515331A (ja) デュアルバンド−crlh伝送線路を用いた電力分配器、及び電力合成器
CN112864549B (zh) 一种新型多路宽带小型化差分移相器
CN111682850B (zh) 简化左右手复合传输线单元以及超宽带移相器
CN110994107A (zh) 基于交叉型复合左右手传输线的共面波导双频功分器
CN111370834A (zh) 宽带非对称多节定向耦合器
Wu et al. A coupled-line band-stop filter with three-section transmission-line stubs and wide upper pass-band performance
Wu et al. Evanescent-mode bandpass filters using folded and ridge substrate integrated waveguides (SIWs)
Han et al. Compact ultra-wideband bandpass filter using stub-loaded resonator
CN202423521U (zh) 一种超宽带微带滤波器
Zhang et al. Compact branch-line coupler using uniplanar spiral based CRLH-TL
CN102569954B (zh) 一种超宽带微带滤波器
Lee et al. Metamaterial transmission line based bandstop and bandpass filter designs using broadband phase cancellation
CN109638395B (zh) 一种微带超宽带带通滤波器
CN112993501B (zh) 加载谐振器慢波传输线的微带小型化宽阻带滤波功分器
CN111029703A (zh) 一种小型化混合环耦合器及其设计方法
Hao et al. Highly selective ultra wideband bandpass filters with quasi-elliptic function response
Deng et al. Novel Microstrip Ultra-Wideband Bandpass Filter Using Radial-Stub-Loaded Structure.
Studniberg et al. A quad-band bandpass filter using negative-refractive-index transmission-line (NRI-TL) metamaterials
CN108736117B (zh) 一种具有超宽阻带的毫米波带通滤波器
CN110416674B (zh) 基于共面波导的单腔双频带微波滤波器
Feng et al. Wideband power dividers with improved upper stopband using coupled lines
Tayel et al. A high directivity-wideband metamaterial multisection directional coupler
Karimian et al. Metamaterial stepped impedance resonator bandpass filter based on composite right/left-handed transmission lines

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant