一種復(fù)合左右手傳輸線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種復(fù)合左右手傳輸線。
【背景技術(shù)】
[0002]在自特異材料(metamaterials)的概念提出以后，復(fù)合左右手傳輸線(也稱為傳輸線特異材料)因其在天線、耦合器、功分器、移相器等方面的重要應(yīng)用而引起眾多研宄著的濃厚興趣。在實(shí)現(xiàn)復(fù)合左右傳輸線的眾多方法中，在微帶傳輸線或共面波導(dǎo)傳輸線上加載串聯(lián)的貼片電容和并聯(lián)的貼片電感實(shí)現(xiàn)復(fù)合左右手傳輸線則備受關(guān)注[1_4]，此時(shí)貼片電容和貼片電感的值對(duì)復(fù)合左右手傳輸線左右手通帶的頻率范圍有著很大的影響。然而，到目前為止，人們?cè)诶脗鬏斁€加載貼片電容和貼片電感實(shí)現(xiàn)復(fù)合左右手傳輸線時(shí)，貼片電容主要是串聯(lián)在導(dǎo)帶中，貼片電感主要是并聯(lián)在導(dǎo)帶和接地板之間，通過(guò)在共面波導(dǎo)上加貼片電容和貼片電感實(shí)現(xiàn)復(fù)合左右手傳輸線時(shí)，只有并聯(lián)的貼片電感，沒(méi)有并聯(lián)的貼片電容。
[0003]仍有值得改進(jìn)的地方。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，本發(fā)明中我們提出了一種通過(guò)在共面波導(dǎo)傳輸線上加載串聯(lián)的貼片電容，并聯(lián)的貼片電感和貼片電容實(shí)現(xiàn)復(fù)合左右手傳輸線的方法，此時(shí)在中心導(dǎo)帶和接地板之間并聯(lián)的不僅有貼片電感，而且有貼片電容，這將更有利于方便靈活地調(diào)節(jié)左右手通帶的頻率范圍；一種復(fù)合左右手傳輸線，包括介質(zhì)接地板、介質(zhì)接地板上層的第一金屬層、在介質(zhì)接地板上設(shè)置共面波導(dǎo)的中心導(dǎo)帶，在介質(zhì)接地板設(shè)置狹縫，在介質(zhì)接地板上焊接上串聯(lián)的貼片電容，在中心導(dǎo)帶和接地板之間焊接上并聯(lián)的貼片電容和貼片電感，在共面波導(dǎo)上加載貼片電容和貼片電感，中心導(dǎo)帶和接地板之間既并聯(lián)貼片電感，又并聯(lián)貼片電容；
[0005]在中心導(dǎo)帶同一側(cè)貼片電容和貼片電感交替分布，在中心導(dǎo)帶的同一位置，貼片電容和貼片電感相對(duì)應(yīng)，第一側(cè)為貼片電容或者貼片電感，則第二側(cè)要為貼片電感或者貼片電容。
[0006]所述傳輸線，其中，介質(zhì)接地板是單面印刷電路板，單面印刷電路板厚度為0.1 mm-1.0mnin
[0007]所述傳輸線，其中，共面波導(dǎo)的中心導(dǎo)帶寬為O。Imm -4.8 _，中心導(dǎo)帶和接地板間的狹縫寬0.3 mm,金屬層厚度為18 μ m。
[0008]所述傳輸線，其中，介質(zhì)接地板上的一個(gè)單元的長(zhǎng)度為8 mm，一個(gè)串聯(lián)的貼片電容和一對(duì)并聯(lián)的貼片電容和貼片電感所占的平均長(zhǎng)度為一個(gè)單元的長(zhǎng)度)。
[0009]所述傳輸線，其中，串聯(lián)的貼片電容的值為3.3pF，并聯(lián)的貼片電容的值為2.0pF,并聯(lián)的貼片電感的值為5.6nHo
[0010]所述傳輸線，其中，在介質(zhì)接地板上還設(shè)置圓形輻射貼片、金屬折疊線、微帶饋線。
[0011]本實(shí)用新型由產(chǎn)品具有結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新，在利用共面波導(dǎo)加載貼片電容和貼片電感實(shí)現(xiàn)復(fù)合左右手傳輸線時(shí)，不但并聯(lián)貼片電感，而且并聯(lián)貼片電容，從而可以通過(guò)改變并聯(lián)的貼片電容的值來(lái)改變左右手通帶的頻率范圍，這樣更有利于復(fù)合左右手傳輸線通帶及阻帶頻率范圍的調(diào)控。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本實(shí)用新型傳輸特性曲線示意圖；
[0014]圖3為本實(shí)用新型樣品中選取的三個(gè)不同的位置Pp Pp P2示意圖；
[0015]圖4.時(shí)域法測(cè)量的復(fù)合左右手傳輸線不同位置相位隨時(shí)間的變化關(guān)系。
[0016]其中，(a)對(duì)應(yīng)頻率f =0.78 GHz ； (b)對(duì)應(yīng)頻率 f =2.1 GHz。
【具體實(shí)施方式】
[0017]實(shí)施例1，如圖1所示，一種復(fù)合左右手傳輸線，包括介質(zhì)接地板、介質(zhì)接地板上層的第一金屬層、在介質(zhì)接地板上設(shè)置共面波導(dǎo)的中心導(dǎo)帶，在介質(zhì)接地板設(shè)置狹縫，在介質(zhì)接地板上焊接上串聯(lián)的貼片電容，在中心導(dǎo)帶和接地板之間焊接上并聯(lián)的貼片電容和貼片電感，在共面波導(dǎo)上加載貼片電容和貼片電感，中心導(dǎo)帶和接地板之間既并聯(lián)貼片電感，又并聯(lián)貼片電容；
[0018]在中心導(dǎo)帶同一側(cè)貼片電容和貼片電感交替分布，在中心導(dǎo)帶的同一位置，貼片電容和貼片電感相對(duì)應(yīng)，第一側(cè)為貼片電容或者貼片電感，則第二側(cè)要為貼片電感或者貼片電容。
[0019]所述傳輸線，其中，介質(zhì)接地板是單面印刷電路板，單面印刷電路板厚度為0.1 mm-1.0mnin
[0020]所述傳輸線，其中，共面波導(dǎo)的中心導(dǎo)帶寬為0.1_ -4.8 _，中心導(dǎo)帶和接地板間的狹縫寬0.3 mm,金屬層厚度為18 μ m。
[0021]所述傳輸線，其中，介質(zhì)接地板上的一個(gè)單元的長(zhǎng)度為8 mm，一個(gè)串聯(lián)的貼片電容和一對(duì)并聯(lián)的貼片電容和貼片電感所占的平均長(zhǎng)度為一個(gè)單元的長(zhǎng)度。
[0022]所述傳輸線，其中，串聯(lián)的貼片電容的值為3.3pF，并聯(lián)的貼片電容的值為2.0pF,并聯(lián)的貼片電感的值為5.6nHo
[0023]所述傳輸線，其中，在介質(zhì)接地板上還設(shè)置圓形輻射貼片、金屬折疊線、微帶饋線。
[0024]圖1是我們利用共面波導(dǎo)所設(shè)計(jì)的復(fù)合左右手傳輸線的實(shí)物照片。它是在共面波導(dǎo)的中心導(dǎo)帶上周期性地刻一些狹縫，焊接上串聯(lián)的貼片電容；在中心導(dǎo)帶和接地板之間焊接上并聯(lián)的貼片電容和貼片電感。其中中心導(dǎo)帶和接地板之間貼片電容和貼片電感的分布有一定的規(guī)律性，如圖1所示，貼片電容和貼片電感要均勻?qū)ΨQ地分布在中心導(dǎo)帶的兩偵牝在同一側(cè)貼片電容和貼片電感要交替分布，在中心導(dǎo)帶的同一位置，貼片電容和貼片電感要相對(duì)應(yīng)，即一側(cè)為貼片電容(貼片電感)，則另一側(cè)要為貼片電感(貼片電容)。另外，采用的是單面印刷PCB板，即共面波導(dǎo)傳輸線的背面沒(méi)有敷銅。
[0025]1、在共面波導(dǎo)上加載貼片電容和貼片電感實(shí)現(xiàn)復(fù)合左右手傳輸線時(shí)，中心導(dǎo)帶和接地板之間既并聯(lián)貼片電感，又并聯(lián)貼片電容。
[0026]2、并聯(lián)的貼片電容和貼片電感如圖1所示有規(guī)律地分布在中心導(dǎo)帶的兩側(cè)，在中心導(dǎo)帶同一側(cè)貼片電容和貼片電感交替分布，在中心導(dǎo)帶的同一位置，貼片電容和貼片電感相對(duì)應(yīng)，即一側(cè)為貼片電容(貼片電感)，則另一側(cè)要為貼片電感(貼片電容)。
[0027]在利用共面波導(dǎo)加載貼片電容和貼片電感實(shí)現(xiàn)復(fù)合左右手傳輸線時(shí)，不但并聯(lián)貼片電感，而且并聯(lián)貼片電容，從而可以通過(guò)改變并聯(lián)的貼片電容的值來(lái)改變左右手通帶的頻率范圍，這樣更有利于復(fù)合左右手傳輸線通帶及阻帶頻率范圍的調(diào)控。
[0028]圖1是我們所制作的樣品的實(shí)物照片，制作樣品時(shí)我們采用的是介電常數(shù)為2.65，介質(zhì)板厚度為1.0mm的單面印刷電路板。共面波導(dǎo)的中心導(dǎo)帶寬為4.8 mm,中心導(dǎo)帶和接地板間的狹縫寬0.3 mm，金屬層厚度為18 μ m。一個(gè)單元的長(zhǎng)度被設(shè)計(jì)為8 mm(—個(gè)串聯(lián)的貼片電容和一對(duì)并聯(lián)的貼片電容和貼片電感所占的平均長(zhǎng)度為一個(gè)單元的長(zhǎng)度)。另夕卜，串聯(lián)的貼片電容的值為3.3pF,并聯(lián)的貼片電容的值為2.0pF，并聯(lián)的貼片電感的值為5.6nH0
[0029]所制作樣品的傳輸特性曲線如圖2所示，由圖2可以看出，在頻率fjlj f 2及f 3到&之間出現(xiàn)了兩個(gè)通帶。為了進(jìn)一步證實(shí)通帶的左手性或右手性，選取了樣品中不同的三個(gè)位置Po、Po P2 (如圖3所示)，利用時(shí)域法測(cè)量了三個(gè)位置的相位隨時(shí)間的變化關(guān)系，如圖4所示。其中圖4(a)對(duì)應(yīng)的頻率為f =0.78 GHz，位于第一個(gè)通帶內(nèi)，圖4(b)對(duì)應(yīng)的頻率為/=2.1 GHz，位于第二個(gè)通帶內(nèi)。由圖4(a)可以看出，P2的相位超前P i，相位超前Ptl，說(shuō)明第一個(gè)通帶為左手性通帶。由圖4(b)可以看出，Ptl的相位超前P1, 相位超前P2，說(shuō)明第二個(gè)通帶為右手性通帶。因此，通過(guò)圖1所示結(jié)構(gòu)獲得了如圖2所示的具有左右手通帶的傳輸特性，即圖1所示結(jié)構(gòu)為復(fù)合左右手傳輸線。
[0030]并聯(lián)的貼片電容也可以通過(guò)其它具有電容性質(zhì)的集總元件(例如變?nèi)荻O管)代替。
[0031]應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種復(fù)合左右手傳輸線，其特征在于，包括介質(zhì)接地板、介質(zhì)接地板上層的第一金屬層、在介質(zhì)接地板上設(shè)置共面波導(dǎo)的中心導(dǎo)帶，在介質(zhì)接地板設(shè)置狹縫，在介質(zhì)接地板上焊接上串聯(lián)的貼片電容，在中心導(dǎo)帶和接地板之間焊接上并聯(lián)的貼片電容和貼片電感，在共面波導(dǎo)上加載貼片電容和貼片電感，中心導(dǎo)帶和接地板之間既并聯(lián)貼片電感，又并聯(lián)貼片電容； 在中心導(dǎo)帶同一側(cè)貼片電容和貼片電感交替分布，在中心導(dǎo)帶的同一位置，貼片電容和貼片電感相對(duì)應(yīng)，第一側(cè)為貼片電容或者貼片電感，則第二側(cè)要為貼片電感或者貼片電容。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述傳輸線，其特征在于，介質(zhì)接地板是單面印刷電路板，單面印刷電路板厚度為0.1 mm -1.0mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述傳輸線，其特征在于，共面波導(dǎo)的中心導(dǎo)帶寬為0.1 mm -4.8mm,中心導(dǎo)帶和接地板間的狹縫寬0.3 _，金屬層厚度為18 μπι。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述傳輸線，其特征在于，介質(zhì)接地板上的一個(gè)單元的長(zhǎng)度為8mm, 一個(gè)串聯(lián)的貼片電容和一對(duì)并聯(lián)的貼片電容和貼片電感所占的平均長(zhǎng)度為一個(gè)單元的長(zhǎng)度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述傳輸線，其特征在于，串聯(lián)的貼片電容的值為3.3pF，并聯(lián)的貼片電容的值為2.0pF,并聯(lián)的貼片電感的值為5.6nHo6.根據(jù)權(quán)利要求1所述傳輸線，其特征在于，在介質(zhì)接地板上還設(shè)置圓形輻射貼片、金屬折疊線、微帶饋線。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種復(fù)合左右手傳輸線，包括介質(zhì)接地板、介質(zhì)接地板上層的第一金屬層、在介質(zhì)接地板上設(shè)置共面波導(dǎo)的中心導(dǎo)帶，在介質(zhì)接地板設(shè)置狹縫，在介質(zhì)接地板上焊接上串聯(lián)的貼片電容，在中心導(dǎo)帶和接地板之間焊接上并聯(lián)的貼片電容和貼片電感，在共面波導(dǎo)上加載貼片電容和貼片電感，中心導(dǎo)帶和接地板之間既并聯(lián)貼片電感，又并聯(lián)貼片電容；本實(shí)用新型由產(chǎn)品具有結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新，在利用共面波導(dǎo)加載貼片電容和貼片電感實(shí)現(xiàn)復(fù)合左右手傳輸線時(shí)，不但并聯(lián)貼片電感，而且并聯(lián)貼片電容，從而可以通過(guò)改變并聯(lián)的貼片電容的值來(lái)改變左右手通帶的頻率范圍，這樣更有利于復(fù)合左右手傳輸線通帶及阻帶頻率范圍的調(diào)控。
【IPC分類】H01P3/08
【公開號(hào)】CN204706620
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520419007
【發(fā)明人】馮團(tuán)輝, 王利敏
【申請(qǐng)人】許昌學(xué)院
【公開日】2015年10月14日
【申請(qǐng)日】2015年6月17日