雙左手頻帶CRLH傳輸線與左手濾波器的研究.pdf

1、左手材料(Left-Handed Metamaterials， LHMs)在自然界中并不存在，是一種介電常數和磁導率同時為負的人工復合結構材料，在其中傳播的電磁波的相速度和群速度方向相反，從而表現出一系列反常的電磁特性，如負折射率特性、逆多普勒效應、逆切倫科夫輻射和完美透鏡等。左手材料的發(fā)現被美國《科學雜志》評為2003年十大科技進展之一，是當前物理與電磁學領域的研究前沿和熱點問題。普通復合左右手(Composite Right/Lef

2、tHanded， CRLH)材料只有一個左手頻帶，本文研究之一的左手材料具有雙左手頻帶，可以應用于制成雙頻乃至四頻器件。雙左手頻帶左手材料的研究對左手材料的發(fā)展以及器件性能的提高都具有重要的意義。本文主要工作及貢獻如下：
　　 (1)根據G.V.Ekeftheriades在2007年歐洲微波會議上提出的具有雙左手頻帶左手材料的理論模型進行改進，設計了一種新型的雙左手頻帶左手材料。該結構由四個部分組成，即交指結構、短路短截線、變形

3、的短路短截線、T型DGS。采用兩種方法分析該結構，通過兩種方法得出的色散曲線的對比來驗證該結構的雙左手頻帶特性。方法一：用高頻結構仿真軟件HFSS分別該結構的四個組成部分進行仿真，結合各自的集總等效電路，提取出各自對應的等效電路參數；再結合整個結構的集總等效電路，通過將各組成部分對應的等效電路參數進行運算得到整個結構的等效電路參數，結合色散關系公式，得到色散曲線。方法二：對整個結構進行HFSS仿真，得到S參數，將S21的相位展開，并進行

4、適當的變換，得到色散曲線。
　　 (2)根據開口諧振環(huán)(Split-Ring Resonator, SRR)和互補開口諧振環(huán)(Complementary Split-Ring Resonator, CSRR)的特性，分別設計了基于SRR和CSRR的帶阻濾波器。根據HFSS仿真得出的S參數，分析得出它們均滿足帶阻濾波器的性能要求。通過分析上述帶阻濾波器的等效電路，得出結論：對基于SRR的帶阻濾波器，加載并聯電感，而對基于CSRR的