新型对偶复合左右手传输线电磁特性研究

采用缺陷地结构和加载枝节贴片的方法,设计了一种结构简单的新型对偶复合左右手传输线,并深入研究了其电磁特性.采用Bloch-Floquet理论和全波仿真软件推导并计算了该结构的色散曲线,理论和仿真结果吻合较好,证明了该结构为对偶复合左右手传输线结构.给出了该结构的等效电路模型,并提取了相应电路结构参数.采用电磁扫描仿真,分析了结构参数的变化对其电磁特性的影响.相对于文献[8～9]中结构,该结构相对简单,参数易于调节；同时,该结构具有对称性,能够更好的应用于微带天线的设计.     

紧凑型复合左右手传输线电磁特性

提出了基于正六边形互补开口单环谐振器对的紧凑型复合左右手传输结构和其等效电路模型。通过对结构参数的仿真分析,明确了该型传输线的作用机理,实现了对谐振频点和带宽的操控;设计的传输线在4GHz处实现了左右手的无缝连接,其-10dB阻抗带宽达到了1.85GHz(3.61~5.46GHz),相对带宽达到了40.8%;采用转移参数矩阵与Bloch-Floquet理论对电路模型进行了深入分析,电磁仿真模型、等效电路模型和测试结果的高度一致性证明了等效电路模型的合理性与有效性;并提取了等效电磁参数模型,验证了该结构的负折射率与后向波传输特性。     

复合左右手传输线构成的异向介质及其应用

首先从理论上证明了利用微带结构实现的复合左右手传输线具有异向介质特性,然后利用复合左右手传输线构造了具有宽带特性的异向介质．同时,介绍了近几年来我们在分析、设计和研制由该种异向介质构成的微波无源器件方面的研究成果．研究表明：由于复合左右手传输线的异向介质特性,使得这些新颖的无源器件无论在插损、尺寸以及性能上都优于由传统传输线构成的同类器件的特性．     

一种小型化超宽带复合左右手传输线的设计

提出了一种小型化超宽带复合左右手传输线(CRLH-TL)结构。在传统微带型复合左右手传输线的基础上,在交指电容的两边分别设计一个接地短截线,形成了一种对称的π型复合左右手传输线结构。仿真表明,该CRLH-TL结构的3 dB带宽为(4.5～13.5)GHz,相对带宽为100%,通带内回波损耗小于-10 dB,插入损耗大于-0.5 dB,用相同的单元结构级联后具有较好的滤波性能。新的CRLH-TL的单元尺寸约为中心波导波长的1/6,有利于实现结构的小型化。     

基于多层结构的新型左右手混合传输线

通过利用微带到共面波导的多层耦合结构,设计并制作了一种新型的左右手混合(CRLH)传输线.在该结构中,串联电容可以方便的通过上下两层金属导体之间的耦舍加以实现,克服了传统的共面交指电容的电容值有限并且调谐复杂的缺点.同时也研究了判断左手通带的方法,并将该方法应用到所设计的结构中,结果表明该传输线结构具有相对较宽的左手带宽并且在左手通带内匹配良好.     

新型复合左右手传输线在宽频微带正交功分器中的应用

提出了一种基于Minkowski互补开口环谐振器(M-CSRRs)的微带复合左右手传输线(CRLH TL)。采用电磁仿真、等效电路模型计算、实验测量相结合的方式研究了CRLH TL的传输特性。在此基础上将CRLH TL应用于宽带微带正交功分器设计和加工制作。仿真与测试结果表明:在2.7-6.6 GHz的频带内,回波损耗大于10 dB,隔离度优于15 dB,相位不平衡和幅度不平衡分别小于90°±7°和0.8 dB,相对带宽达到了83.9％。测试结果验证了该CRLH TL设计的有效性。     

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.     

基于集总参数电容的新型混合左右手传输线设计

本文基于混合左右手传输线（CRLH-TL）理论,结合LC网络单元结构,使用贴片电容和终端短路微带线,设计并制作了CRLH-TL。此CRLH-TL结构小巧,易于实现,有较好的性能。实验测量结果表明：此CRLH-TL的带宽为1 GHz ~ 5 GHz;中心频率为2.97 GHz,此时传输线的相移为零;插入损耗低于1.3 dB,回波损耗大于10 dB。测量结果和仿真结果吻合较好。     

基于左手传输线的波束扫描微带漏波天线

为了进一步提高天线波束扫描技术,该文基于复合左右手传输线理论设计了波束可扫描的微带漏波天线.探讨了漏波天线的辐射特性,实现了随频率变化时天线波束在半空间内从后向到前向连续扫描的功能;运用Ansoft Designer软件进行仿真,在频扫天线单元的基础上加载不同电容实现了固定频率下天线波束的扫描.测试结果显示,漏波天线工作于3.60 GHz,加载1.0 pF电容的微带天线后向辐射,波束指向-50°;加载1.4 pF电容的微带天线前向辐射,波束指向32°.仿真结果与测试结果吻合,实现了一种低成本的波束扫描天线.     

单负材料异质结构的共振隧穿模频率特性仿真研究

基于微带线理论采用加载集总元件的方法设计单负材料,当两材料的波阻抗和有效相移相等时出现共振隧穿模.针对实验制备中集总元件频率响应的限制,通过改变单负材料的厚度实现在特定集总元件情况下对隧穿频率的调节,隧穿模频率随材料厚度增大而向低频移动.     

零阶谐振器在新型振荡器设计中的研究

本文主要介绍了新型零阶谐振器在微波电路中的应用研究。零阶谐振器是由复合左右手传输线构成的新型传输线谐振器,文章中分别给出了一级和四级结构的谐振器模型,并进行了全波仿真。将零阶谐振器作为调谐网络,设计出一种新型微波振荡器电路。采用一级和四级结构零阶谐振器得到的振荡频率分别为10.5GHz和10.1GHz。     

一种基于CRLH传输线的圆极化微带天线

提出了一种利用复合左右手传输线(CRLH TL)来设计小型圆极化贴片天线的方法。采用在天线地板刻蚀逆开口谐振环(CSRR)实现并联电感以及在贴片中央开槽实现串联电容。由于CSRR能够有效降低+1阶模式谐振频率,因此,可以缩小天线电尺寸。同时,由于CSRR的不对称性产生的寄生模式与+1阶模式相互正交,通过调整贴片中央的圆形宽缝可以使二者幅度相等,故而形成圆极化辐射。实验结果表明:该圆极化天线电尺寸为0.389λg×0.389λg,阻抗带宽和轴比带宽分别为16.08%和1.52%,该天线用50Ω微带线直接馈电,不需要阻抗变换线和接地过孔,易于设计加工。     

基于复合左右手共面波导的双边辐射漏波天线

提出了一种基于复合左右手共面波导的双边辐射漏波天线.通过对该天线单元散射图表的分析,确认单元结构为平衡结构.由于单元结构的左手特性,该漏波天线可以实现后向波辐射;同时,在平衡状态下,该漏波天线消除了平衡点附近的阻带效应,使得在平衡点处群速不为0,有行波传播,因而可以产生横向辐射.测试结果表明该天线可以实现从后向到前向的...     

基于多模电磁场分析的微带线传输损耗理论研究

提出了一种新的更为精确的计算微带线中电磁波传输损耗的方法。将微带传输线的基片-空气和基片-导体边界的切向场与表面阻抗相匹配,推导得到了一组超越方程。通过求解方程的根,并将其代入色散关系,便可得到传播常数。本文所计算的传输损耗较准静态方法所得到的结果更精确,因为它考虑了混合模的叠加。此外,所计算的相速度公式证明微带线中电磁传播具有色散效应,而准静态方法不具有这一结论。     

新型复合摆线外啮合圆柱齿轮副的传动特性分析

基于传统摆线成形原理,提出了摆线成形的二连杆等效机构转化方法,得到了n+1连杆机构生成广义n阶摆线轨迹的运动规律,推导并建立了可用于齿轮传动的新型四阶复合摆线齿廓方程;基于微分几何及共轭啮合理论,推导了复合摆线齿廓的共轭齿廓方程,分析了该新型齿轮副的压力角、曲率、重合度、滑动率等啮合特性;进行了齿轮副三维实体模型的精确构建,并利用有限元法分析了该齿轮副的强度特性。研究表明:当齿高确定时,分度圆压力角由齿形调控系数f1控制;齿廓曲线是由凹凸弧组成的光滑曲线,且传动过程始终为凹凸齿面线接触啮合传动,理论上具有较高的接触疲劳强度;相对于渐开线齿轮,复合摆线齿轮副具有较高的重合度、极小的滑动率以及较高的弯曲强度和接触强度。最后,加工了齿轮副试验样件,并在FZG齿轮试验机上测试了不同工况下的传动效率,结果表明:复合摆线齿轮副的传动效率随加载扭矩在97.30%~99.00%范围内呈正相关变化,且高于同工况下的渐开线齿轮副,具有工程应用价值。     

基于Simulink的配电网载波信道传输特性研究

为了在配电网上实现高速、可靠的通信,研究其信道的传输特性十分必要.通过对电力线路及变压器的阻抗特性研究,确定了电力线路的参数及变压器的等效模型,最后借助Simulink的PSB模块库,建立了配电网的等效信道模型.通过对信道中不同处的电压的分布规律仿真分析,得出结论:在某一频段,恰当的耦合方式及最佳的阻抗匹配可以实现信号高速、可靠地传输.