CN112018904A - 基于无源型单个谐振线圈实现的合成型pt对称系统 - Google Patents

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CN112018904A CN202010995150.6A CN202010995150A CN112018904A CN 112018904 A CN112018904 A CN 112018904A CN 202010995150 A CN202010995150 A CN 202010995150A CN 112018904 A CN112018904 A CN 112018904A
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孙勇
郭志伟
李果
余跃
李云辉
方恺
张冶文
江海涛
陈鸿
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Abstract

本发明涉及一种基于无源型单个谐振线圈实现的合成型PT对称系统，包括第一谐振单元、第一集总单元和第一散射电容；所述第一谐振单元和所述第一集总单元通过所述第一散射电容电性连接，且所述第一集总单元的电容耦合等效于所述第一谐振单元的电容耦合。本发明利用电容耦合代替传统的电感耦合，用体积较小的电容代替了体积较大的电感线圈，节省了整个系统所占用的空间，且有助于系统的自适应调节参数，简化了PT对称条件。另外，通过对合成型PT对称系统的研究将对探索电子学领域的非厄米物理特性提供一个新的思路。

Description

基于无源型单个谐振线圈实现的合成型PT对称系统
技术领域
本发明涉及电子技术领域，具体来说涉及利用无源型单个谐振线圈实现的合成型PT对称系统。
背景技术
近年来，人们对量子力学中宇称-时间(Parity-time，PT)对称的研究越来越感兴趣。PT对称表明非厄米系统可以在某个相变点之前显示出纯实的光谱。当PT对称发生自发破缺，即在异常点(Exceptional point，EP)附近发生相变，纯实的光谱变为复数的光谱。最近，PT对称概念在光学和光子学领域引发巨大的研究兴趣来研究非厄米系统的某些重要方面，因为它可以利用增益/损失和耦合强度之间的相互作用来操纵光波来达到期望的性能。这些新发现包括相干完美吸收、先进激光器和拓扑态等。
然而，对于N阶(N≥2称为高阶)PT对称系统，实现N阶PT对称需要N个谐振器。随着谐振器数量的增多，占用的空间也会随之增大，而且需要满足严格的对称条件等，这些都会限制其实际应用。因此，能否在一个简单的谐振系统中引入一个新的合成手段来解决上述问题是人们将会密切关注的研究课题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的合成型PT对称系统，利用电容耦合代替电感耦合，无需额外增加体积较大的电感线圈，节省了系统所占用的空间。
本发明通过下述技术方案来实现：一种基于无源型单个谐振线圈实现的合成型PT对称系统，包括第一谐振单元、第一集总单元和第一散射电容；所述第一谐振单元和所述第一集总单元通过所述第一散射电容电性连接，且所述第一集总单元的电容耦合等效于所述第一谐振单元的电容耦合。
本发明在谐振单元的基础上加载集总单元来实现结构上的对称；另外，引入散射电容C0作为散射体并同时电性连接谐振单元和集总单元，利用散射电容C0分别与谐振单元和集总单元的耦合作用来实现能量的传递，进一步通过参数设定，使谐振单元与散射电容C0的电容耦合等效于集总单元与散射电容C0的电容耦合来实现能量上的对称。本发明利用电容耦合代替传统的电感耦合，用体积较小的电容代替了体积较大的电感线圈，节省了整个系统所占用的空间，且有助于系统的自适应调节参数，简化了PT对称条件。另外，通过对合成型PT对称系统的研究将对探索电子学领域的非厄米物理特性提供一个新的思路。
本发明基于无源型单个谐振线圈实现的合成型PT对称系统的进一步改进在于：
所述第一谐振单元包括第一谐振线圈和第一谐振电容；
所述第一集总单元包括第一集总线圈和第一集总电容；
所述第一谐振线圈与所述第一集总线圈串联连接，所述第一谐振电容与所述第一集总电容串联连接，所述第一散射电容的第一端连接于所述第一谐振线圈和所述第一集总线圈之间，所述第一散射电容的第二端连接于所述第一谐振电容和所述第一集总电容之间。
本发明基于无源型单个谐振线圈实现的合成型PT对称系统的进一步改进在于：
所述第一集总线圈和所述第一谐振线圈的电感值相等；
所述第一散射电容和所述第一集总电容均为可调电容。
本发明基于无源型单个谐振线圈实现的合成型PT对称系统的进一步改进在于：所述第一集总单元、所述第一散射电容、以及所述第一谐振电容均集成于PCB板上，所述PCB板与所述第一谐振线圈相邻设置。
本发明基于无源型单个谐振线圈实现的合成型PT对称系统的进一步改进在于：
所述第一谐振单元的数量为一个，所述第一集总单元的数量和所述第一散射电容的数量均为两个，两个所述第一集总单元分别通过一个所述第一散射电容电性连接于所述第一谐振单元的两端；
每个所述第一集总单元的电容耦合均等效于所述第一谐振单元的电容耦合。
本发明基于无源型单个谐振线圈实现的合成型PT对称系统的进一步改进在于：还包括第二集总单元组和第二散射电容，所述第二集总单元组通过所述第二散射电容电性连接于所述第一集总单元。
本发明基于无源型单个谐振线圈实现的合成型PT对称系统的进一步改进在于：
所述第二集总单元组包括一个第二集总单元；
所述第二集总单元包括第二集总线圈和第二集总电容；
所述第二集总线圈与其中一个所述第一集总单元的第一集总线圈串联连接，所述第二集总电容与所述第一集总单元的所述第一集总电容串联连接，所述第二散射电容的第一端连接于所述第二集总线圈和所述第一集总线圈之间，所述第二散射电容的第二端连接于所述第二集总电容和所述第一集总电容之间；
所述第二集总单元的电容耦合等效于相邻所述第一集总单元的电容耦合。
本发明基于无源型单个谐振线圈实现的合成型PT对称系统的进一步改进在于：所述第二集总单元组的数量和所述第二散射电容的数量均为两个，两个所述第二集总单元组分别通过一个所述第二散射电容电性连接于两个所述第一集总单元。
本发明基于无源型单个谐振线圈实现的合成型PT对称系统的进一步改进在于：
每个所述第二集总单元组包括一个第二集总单元；
所述第二集总单元包括第二集总线圈和第二集总电容；
所述第二集总线圈与所述第一集总线圈串联连接，所述第二集总电容与所述第一集总电容串联连接，所述第二散射电容的第一端连接于所述第二集总线圈和所述第一集总线圈之间，所述第二散射电容的第二端连接于所述第二集总电容和所述第一集总电容之间；
所述第二集总单元的电容耦合等效于相邻所述第一集总单元的电容耦合。
本发明基于无源型单个谐振线圈实现的合成型PT对称系统的进一步改进在于：
所述第二集总单元组包括由第三散射电容一一电性串接的多个第二集总单元，每个所述第二集总单元均包括第二集总线圈和第二集总电容；
所述第二集总单元组外侧的一个所述第二集总单元的所述第二集总线圈与所述第一集总线圈串联连接，所述第二集总单元的所述第二集总电容与所述第一集总电容串联连接，所述第二散射电容的第一端连接于所述第二集总线圈和所述第一集总线圈之间，所述第二散射电容的第二端连接于所述第二集总电容和所述第一集总电容之间；
所述第二集总单元组中相邻两个所述第二集总单元的所述第二集总线圈串联连接，相邻两个所述第二集总单元的所述第二集总电容串联连接，所述第三散射电容的第一端连接于相邻所述第二集总线圈之间，所述第三散射电容的第二端连接于相邻所述第二集总电容之间；
任意一个所述第二集总单元的电容耦合均等效于相邻所述第一集总单元的电容耦合。
附图说明
图1是本发明基于无源型单个谐振线圈实现的合成型二阶PT对称系统的等效电路图。
图2是本发明基于无源型单个谐振线圈实现的合成型三阶PT对称系统的等效电路图。
图3是本发明基于无源型单个谐振线圈实现的合成型四阶PT对称系统的等效电路图。
图4是本发明基于无源型单个谐振线圈实现的合成型五阶PT对称系统的等效电路图。
图5是第二集总单元组J2的较佳实施例等效电路图。
图6是图1合成型二阶PT对称系统的反射系数随频率变化的理论结果和实验结果对比图。
图7是图2合成型三阶PT对称系统的反射系数随频率变化的理论结果和实验结果对比图。
具体实施方式
在光学领域中，回音廊(Whispering gallery，WG)结构的谐振器作为一种特殊的谐振腔，含有两种不同的兼并模式(即顺时针和逆时针模式)。根据动量守恒条件，WG结构中的某一种模式(如顺时针模式)可以根据入射波的方向选择性地被激发。如果该谐振器附近存在一个散射体时，散射体与谐振器的倏逝场之间的相互作用将产生顺时针和逆时针两种模式。这样，在谐振器表面附近上的散射将导致这两种模式发生双向耦合。该谐振器原来存在的顺时针模式和由散射体诱导的另外一种相反的模式(逆时针模式)发生了耦合。
本发明基于上述原理，首先构造了一个简单的谐振单元，然后在谐振单元的基础上加载集总单元来实现结构上的对称，引入散射电容C0作为散射体，利用散射电容C0的耦合作用来实现能量上的对称，进而得到合成型PT对称系统。
下面结合附图对该合成型PT对称系统作进一步说明。
一种基于无源型单个谐振线圈实现的合成型PT对称系统，包括第一谐振单元、第一集总单元和第一散射电容；该第一谐振单元和该第一集总单元通过该第一散射电容电性连接，且该第一集总单元的电容耦合等效于该第一谐振单元的电容耦合。
具体来说，参阅图1，图1示出了本发明基于无源型单个谐振线圈实现的合成型二阶PT对称系统的等效电路图。该实施例通过在单个第一谐振单元中引入一个第一集总单元和一个第一散射电容C10，形成了合成型二阶PT对称系统。
具体地，该第一谐振单元包括第一谐振线圈L和第一谐振电容C；该第一集总单元包括第一集总线圈L11和第一集总电容C11；该第一谐振线圈L与该第一集总线圈L11串联连接，该第一谐振电容C与该第一集总电容C11串联连接，该第一散射电容C10的第一端连接于该第一谐振线圈L和该第一集总线圈L11之间，该第一散射电容C10的第二端连接于该第一谐振电容C和该第一集总电容C11之间。
采用上述结构，第一集总单元与第一谐振单元相对于第一散射电容C10在结构上对称，在上述结构的基础上加载交流源和负载时，相当于加载了等效增益和损耗，加载一定值的第一散射电容C10和第一集总电容C11，使第一集总线圈L11与第一散射电容C0的电容耦合等效于第一谐振线圈L与第一散射电容C10的电容耦合时，在能量上实现了对称，进而得到基础的合成型二阶PT对称系统。具体地，本实施方式直接采用Keysight E5071C网络分析仪来模拟提供该交流源(由端口Port1提供)和该负载(由端口Port2提供)，第一集总线圈L11远离第一散射电容C10的一端和第一集总电容C11远离第一散射电容C10的一端与交流源连接，第一谐振线圈L远离第一散射电容C10的一端和第一谐振电容C远离第一散射电容C10的一端与负载连接，该交流源的功率范围优选为1mW～1kW。
较佳地，该第一集总线圈L11和该第一谐振线圈L的电感值相等；该第一散射电容C10和该第一集总电容C11均为可调电容。
通过上述限定，通过加载不同值的第一散射电容C10和第一集总电容C11，相当于等效耦合强度的变化，有助于系统的自适应调节参数，具体地，由基尔霍夫方程和窄带近似原理可以得出，该第一散射电容C10、第一集总电容C11与耦合速率k的关系式为:
Figure BDA0002692358020000061
当然，第一集总线圈L11也可以为可调线圈，第一谐振电容C也可以为可调电容，然后按一定规律综合调整第一集总线圈L11、第一集总电容C11、第一散射电容C10甚至调整第一谐振电容C，来达到能量对称的目的。
作为一较佳实施方式，该第一集总单元、该第一散射电容C10以及该第一谐振电容C均集成于PCB板上，该PCB板与该第一谐振线圈L相邻设置。
具体来说：传统的第一谐振线圈L通常由绝缘非磁性框架和导线组成，在本实施方式中，该绝缘非磁性框架为透明圆柱形有机玻璃管，该导线为利兹线，该有机玻璃管的材质为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，该有机玻璃管的外半径为30cm、内半径为29.3cm、厚度为0.7cm、长度为6.5cm；该利兹线是以聚氨酯漆包线为芯线的涤纶丝包线，规格为0.078*400股，该利兹线的截面直径约为3.9mm，铜芯截面积约为1.91mm2；将该利兹线在该有机玻璃管侧面进行多重密绕，绕制圈数优选为25圈，以形成该第一谐振线圈L，且该第一谐振线圈L具有小于工作波长的1/1000的单元尺寸，以能够实现具有深亚波长特征之特性。
为了进一步减小系统所占用的空间，本实施方式中：该第一集总线圈L11为环形FeSiAl电感，型号为S106125，27mm，12A；该第一谐振电容C、该第一集总电容C11和该第一散射电容C10均为可耐1000V以上高电压的金属化聚酯膜直插电容。
通过将第一谐振线圈L以外的其他元件集成在PCB板上的方式，一方面进一步节省了系统的占用空间，另一方面可实现选择性地仅对需要设置PT对称系统的第一谐振线圈L上固定该PCB板，简化了安装，降低了成本，增加了灵活性，进一步地，通过将其他元件设置为可调元件，能够使得同一块PCB板可适配于不同的第一谐振线圈L。
作为一较佳实施方式，参阅图2，图2示出了本发明基于无源型单个谐振线圈实现的合成型三阶PT对称系统的等效电路图。
该合成型三阶PT对称系统是在合成型二阶PT对称系统的基础上又引入一个第一集总单元，两个第一集总单元相对于第一谐振单元在结构上对称，具体地，该合成型三阶PT对称系统中，该第一谐振单元的数量为一个，该第一集总单元的数量和该第一散射电容C10的数量均为两个，两个该第一集总单元分别通过一个该第一散射电容C10电性连接于该第一谐振单元的两端；每个该第一集总单元的电容耦合均等效于该第一谐振单元的电容耦合，以实现三个单元的三阶能量对称。
具体来说，两个该第一集总单元分别和该第一谐振单元的两端的连接方式与合成型二阶PT对称系统中第一集总单元和第一谐振单元的连接方式相同，此处不再赘述。区别在于，该交流源(即网络分析仪的端口Port1)和该负载(即网络分析仪的端口Port2)分别加载在两个第一集总单元上，以将一个第一集总单元、第一谐振单元及另一个第一集总单元串接起来，形成一个能量依次传递的结构。其负载和第一集总单元的连接方式与合成型二阶PT对称系统中交流源与第一集总单元的连接方式相同。
作为一较佳实施方式，在合成型三阶PT对称系统的基础上，还包括第二集总单元组和第二散射电容C20，该第二集总单元组通过该第二散射电容C20电性连接于该第一集总单元。
通过该第二集总单元组和该第二散射电容C20的引入，可以形成四阶以上的高阶PT对称系统，具体地，下面以四阶为例进一步说明：
参阅图3，图3示出了本发明基于无源型单个谐振线圈实现的合成型四阶PT对称系统的等效电路图。
该合成型四阶PT对称系统中，该第二集总单元组包括一个第二集总单元；
该第二集总单元包括第二集总线圈L21和第二集总电容C21；
该第二集总线圈L21与其中一个该第一集总单元的第一集总线圈L11串联连接，该第二集总电容C21与该第一集总单元的该第一集总电容C11串联连接，该第二散射电容C20的第一端连接于该第二集总线圈L21和该第一集总线圈L11之间，该第二散射电容C20的第二端连接于该第二集总电容C21和该第一集总电容C11之间；该交流源(即网络分析仪的端口Port1)通过该第二集总单元组加载至该第一集总单元上，以将第二集总单元组、一个第一集总单元、第一谐振单元及另一个第一集总单元串接起来，形成一个能量依次传递的结构。其交流源与第二集总单元的连接方式与合成型三阶PT对称系统中交流源与第一集总单元的连接方式相同。
该第二集总单元的电容耦合等效于相邻该第一集总单元的电容耦合，同时等效于该第一谐振单元的电容耦合，以实现四个单元的四阶能量对称。
较佳地：该第二集总线圈L21与该第一集总线圈L11的电感值相等；该第二散射电容C20和该第二集总电容C21均为可调电容。
作为一较佳实施方式，该第二集总单元组的数量和该第二散射电容C20的数量均为两个，两个该第二集总单元组分别通过一个该第二散射电容C20电性连接于两个该第一集总单元。
通过上述改进，可以形成五阶以上的高阶PT对称系统，具体地，下面以五阶为例进一步说明：
参阅图4，图4示出了本发明基于无源型单个谐振线圈实现的合成型五阶PT对称系统的等效电路图。
该合成型五阶PT对称系统中：每个该第二集总单元组J2包括一个第二集总单元；该第二集总单元包括第二集总线圈L21和第二集总电容C21；该第二集总线圈L21与该第一集总线圈L11串联连接，该第二集总电容C21与该第一集总电容C11串联连接，该第二散射电容C20的第一端连接于该第二集总线圈L21和该第一集总线圈L11之间，该第二散射电容C20的第二端连接于该第二集总电容C21和该第一集总电容C11之间；该交流源(即网络分析仪的端口Port1)和该负载(即网络分析仪的端口Port2)分别通过一个第二集总单元组加载至相邻第一集总单元上，以将一个第二集总单元组J2、一个第一集总单元、第一谐振单元、另一个第一集总单元及另一个第二集总单元组J2串接起来，形成一个能量依次传递的结构。其交流源和第二集总单元的连接方式以及负载和第二集总单元的连接方式均与合成型四阶PT对称系统中交流源与第二集总单元的连接方式相同。
该第二集总单元的电容耦合等效于相邻该第一集总单元的电容耦合，同时等效于该第一谐振单元的电容耦合，以实现五个单元的五阶能量对称。
较佳地：该第二集总线圈L21与该第一集总线圈L11的电感值相等；该第二散射电容C20和该第二集总电容C21均为可调电容。
作为一较佳实施方式，参阅图5，图5示出了本发明第二集总单元组J2的较佳实施例等效电路图。通过对第二集总单元组J2的扩展，可实现更高阶的PT对称系统。
具体地，该第二集总单元组J2包括由第三散射电容C30一一电性串接的多个第二集总单元，每个该第二集总单元均包括第二集总线圈L21和第二集总电容C21；
该第二集总单元组J2外侧的一个该第二集总单元的该第二集总线圈L21与该第一集总线圈L11串联连接，该第二集总单元的该第二集总电容C21与该第一集总电容C11串联连接，该第二散射电容C20的第一端连接于该第二集总线圈L21和该第一集总线圈L11之间，该第二散射电容C20的第二端连接于该第二集总电容C21和该第一集总电容C11之间；
该第二集总单元组中相邻两个该第二集总单元的该第二集总线圈L21串联连接，相邻两个该第二集总单元的该第二集总电容C21串联连接，该第三散射电容C30的第一端连接于相邻该第二集总线圈L21之间，该第三散射电容C30的第二端连接于相邻该第二集总电容C21之间；该交流源(即网络分析仪的端口Port1)或该负载(即网络分析仪的端口Port2)与该第二集总单元组J2另一外侧的第二集总单元连接，以将一个第二集总单元组J2、一个第一集总单元、第一谐振单元、另一个第一集总单元及另一个第二集总单元组J2串接起来，形成一个能量依次传递的结构。
任意一个该第二集总单元的电容耦合均等效于相邻该第一集总单元的电容耦合，同时等效于该第一谐振单元的电容耦合，以实现更多单元的高阶能量对称。
下面分别以合成型二阶PT对称系统以及合成型三阶PT对称系统为例对能量传递的原理加以说明：
对于合成型二阶PT对称系统，参阅图1和图6，图6示出了合成型二阶PT对称系统的反射系数随频率变化的理论结果和实验结果对比图。
通过网络分析仪的端口Port1向第一集总线圈L11和第一集总电容C11发出交流信号，该第一集总线圈L11和该第一集总电容C11被激发，然后通过第一散射电容C10以近场耦合的方式将能量传递至第一谐振线圈L和第一谐振电容C，最后通过该第一谐振线圈L和该第一谐振电容C连接至该网络分析仪的端口Port2；同时，该网络分析仪记录反射系数S11，并绘制出该反射系数S11随频率变化的理论结果(虚线)和实验结果(实线)对比图，图6示出了几组不同第一散射电容C10值和第一集总电容C11值下的曲线图。其中，该第一散射电容C10从23nF增加至55.5nF，该第一集电电容C11从6.06nF减少至5.17nF，因此相应的耦合速率k由9.1kHz变为4kHz。可以发现，实验结果和理论结果符合得非常好。
此外，根据图6所示的结果，我们可以找到当第一散射电容C10＝39.2nF，第一集总电容C11＝5.4nF时(对应的耦合速率k≈5.7kHz，该k值可供后续参数分析用)，2个不同的本征频率发生简并(即二阶奇异点出现)，此时，第一集总线圈L11与第一散射电容C10的电容耦合等效于第一谐振线圈L与第一散射电容C10的电容耦合，实现能量的二阶对称。
对于合成型三阶PT对称系统，参阅图2和图7，图7示出了合成型三阶PT对称系统的反射系数随频率变化的理论结果和实验结果对比图。
通过网络分析仪的端口Port1向左侧的第一集总线圈L11和第一集总电容C11发出交流信号，该第一集总线圈L11和该第一集总电容C11被激发，然后通过左侧的第一散射电容C10以近场耦合的方式将能量传递至第一谐振线圈L和第一谐振电容C，再通过右侧的第一散射电容C10近场耦合的方式将能量传递至右侧的第一集总线圈L11和第一集总电容C11，最后通过该第一集总线圈L11和该第一集总电容C11连接至该网络分析仪的端口Port2；同时，该网络分析仪记录反射系数S11，并绘制出该反射系数S11随频率变化的理论结果(虚线)和实验结果(实线)对比图，图7示出了几组不同第一散射电容C10值和第一集总电容C11值下的曲线图。其中，该第一散射电容C10从23nF增加至71.6nF，该第一集电电容C11从6.06nF减少至5.11nF，因此相应的耦合速率k由9.1kHz变为3.1kHz。可以发现，实验结果和理论结果符合得非常好。
此外，根据图7所示的结果，我们可以找到当第一散射电容C10＝55.5nF，第一集总电容C11＝5.17nF时(对应的耦合速率k≈4kHz，该k值可供后续参数分析用)，3个不同的本征频率发生简并(即三阶奇异点出现)，此时，两个第一集总单元中第一集总线圈L11分别与相邻第一散射电容C10的电容耦合分别等效于第一谐振线圈L与相邻两个第一散射电容C10的叠加电容耦合，实现能量的三阶对称。
本发明利用电容耦合代替传统的电感耦合，用体积较小的电容代替了体积较大的电感线圈，节省了整个系统所占用的空间，且有助于系统的自适应调节参数，简化了PT对称条件。另外，通过对合成型PT对称系统的研究将对探索电子学领域的非厄米物理特性提供一个新的思路。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于无源型单个谐振线圈实现的合成型PT对称系统，其特征在于：包括第一谐振单元、第一集总单元和第一散射电容；所述第一谐振单元和所述第一集总单元通过所述第一散射电容电性连接，且所述第一集总单元的电容耦合等效于所述第一谐振单元的电容耦合。
2.如权利要求1所述的基于无源型单个谐振线圈实现的合成型PT对称系统，其特征在于：
所述第一谐振单元包括第一谐振线圈和第一谐振电容；
所述第一集总单元包括第一集总线圈和第一集总电容；
所述第一谐振线圈与所述第一集总线圈串联连接，所述第一谐振电容与所述第一集总电容串联连接，所述第一散射电容的第一端连接于所述第一谐振线圈和所述第一集总线圈之间，所述第一散射电容的第二端连接于所述第一谐振电容和所述第一集总电容之间。
3.如权利要求2所述的基于单个谐振线圈实现的合成型PT对称系统的方法，其特征在于：
所述第一集总线圈和所述第一谐振线圈的电感值相等；
所述第一散射电容和所述第一集总电容均为可调电容。
4.如权利要求2所述的基于无源型单个谐振线圈实现的合成型PT对称系统，其特征在于：所述第一集总单元、所述第一散射电容、以及所述第一谐振电容均集成于PCB板上，所述PCB板与所述第一谐振线圈相邻设置。
5.如权利要求2所述的基于无源型单个谐振线圈实现的合成型PT对称系统，其特征在于：
所述第一谐振单元的数量为一个，所述第一集总单元的数量和所述第一散射电容的数量均为两个，两个所述第一集总单元分别通过一个所述第一散射电容电性连接于所述第一谐振单元的两端；
每个所述第一集总单元的电容耦合均等效于所述第一谐振单元的电容耦合。
6.如权利要求5所述的基于无源型单个谐振线圈实现的合成型PT对称系统，其特征在于：还包括第二集总单元组和第二散射电容，所述第二集总单元组通过所述第二散射电容电性连接于所述第一集总单元。
7.如权利要求6所述的基于无源型单个谐振线圈实现的合成型PT对称系统，其特征在于：
所述第二集总单元组包括一个第二集总单元；
所述第二集总单元包括第二集总线圈和第二集总电容；
所述第二集总线圈与其中一个所述第一集总单元的第一集总线圈串联连接，所述第二集总电容与所述第一集总单元的所述第一集总电容串联连接，所述第二散射电容的第一端连接于所述第二集总线圈和所述第一集总线圈之间，所述第二散射电容的第二端连接于所述第二集总电容和所述第一集总电容之间；
所述第二集总单元的电容耦合等效于相邻所述第一集总单元的电容耦合。
8.如权利要求6所述的基于无源型单个谐振线圈实现的合成型PT对称系统，其特征在于：所述第二集总单元组的数量和所述第二散射电容的数量均为两个，两个所述第二集总单元组分别通过一个所述第二散射电容电性连接于两个所述第一集总单元。
9.如权利要求8所述的基于无源型单个谐振线圈实现的合成型PT对称系统，其特征在于：
每个所述第二集总单元组包括一个第二集总单元；
所述第二集总单元包括第二集总线圈和第二集总电容；
所述第二集总线圈与所述第一集总线圈串联连接，所述第二集总电容与所述第一集总电容串联连接，所述第二散射电容的第一端连接于所述第二集总线圈和所述第一集总线圈之间，所述第二散射电容的第二端连接于所述第二集总电容和所述第一集总电容之间；
所述第二集总单元的电容耦合等效于相邻所述第一集总单元的电容耦合。
10.如权利要求8所述的基于无源型单个谐振线圈实现的合成型PT对称系统，其特征在于：
所述第二集总单元组包括由第三散射电容一一电性串接的多个第二集总单元，每个所述第二集总单元均包括第二集总线圈和第二集总电容；
所述第二集总单元组外侧的一个所述第二集总单元的所述第二集总线圈与所述第一集总线圈串联连接，所述第二集总单元的所述第二集总电容与所述第一集总电容串联连接，所述第二散射电容的第一端连接于所述第二集总线圈和所述第一集总线圈之间，所述第二散射电容的第二端连接于所述第二集总电容和所述第一集总电容之间；
所述第二集总单元组中相邻两个所述第二集总单元的所述第二集总线圈串联连接，相邻两个所述第二集总单元的所述第二集总电容串联连接，所述第三散射电容的第一端连接于相邻所述第二集总线圈之间，所述第三散射电容的第二端连接于相邻所述第二集总电容之间；
任意一个所述第二集总单元的电容耦合均等效于相邻所述第一集总单元的电容耦合。
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