基于CSRRs和SRRs的复合结构左手微带线的研究.docx

基于CSRRs和SRRs的复合结构左手微带线的研究
摘要
本文以基于CSRRs和SRRs的复合结构左手微带线为研究对象，通过对其工作原理和特性进行探讨，得出该结构具有优异的微波滤波、辐射和耦合特性的结论，并介绍了不同结构参数对其影响的分析结果。最后，给出了该结构在实际应用中的发展前景和存在的问题。
关键词：左手微带线；CSRRs；SRRs；复合结构；微波滤波；辐射；耦合特性。
Abstract
Inthispaper,basedonthecompositestructureofCSRRsandSRRs,theleft-handedmicrostriplineistakenastheresearchobject.Throughtheexplorationofitsworkingprincipleandcharacteristics,itisconcludedthatthestructurehasexcellentmicrowavefiltering,radiationandcouplingcharacteristics.Theanalysisresultsoftheinfluenceofdifferentstructuralparametersarealsointroduced.Finally,thefuturedevelopmentprospectsandexistingproblemsofthestructureinpracticalapplicationsaregiven.
Keywords:left-handedmicrostripline;CSRRs;SRRs;compositestructure;microwavefiltering;radiation;couplingcharacteristics.
1.引言
左手材料(LHM)因其具有能够将电磁波和物质相互转换的特性而受到广泛关注。左手微带线(LHML)作为左手材料的一种，由于其具备不同于传统微带线的负群速度特性，能够有效地提高微波元器件的性能。然而，LHML的传输特性和性能受到结构和材料的限制，一些问题如传输损耗、阶跃跨越、耦合和辐射等也会限制其应用。
CSRRs(ComplementarySplitRingResonators)和SRRs(SplitRingResonators)是一类常用的微波介质材料，在LHM研究中也得到了广泛的应用。两者的结构具有相互补充的特性，能够有效地改善LHML的性能，因此将它们相结合形成复合结构应运而生。本文基于复合结构的LHML，对其特性进行了研究，分析不同结构参数对性能的影响，并探讨了其在实际应用中的发展前景和存在的问题。
2.复合结构的设计
复合结构的LHML由两部分组成：包括CSRRs和SRRs的左手材料和左手微带线本身。其中，CSRRs和SRRs的几何结构参数对LHML的性能影响极为显著，如图1所示。其中，长度d1、d2分别表示CSRRs和SRRs的单位长度，w1、w2分别表示宽度，g1、g2表示两种结构之间的距离，s为LHML称之为介质层的介电常数。
图1.复合结构LHML的结构示意图
3.复合结构的性能分析
3.1微波滤波特性
复合结构LHML具有良好的微波滤波特性。通过模拟结果和实验数据，我们可以看到LHML毗邻不同频率处的阻抗谐振现象，与其它流行的分频器和滤波器相比，LHML的滤波效果更好。通过调整参数d1、d2、g1和g2这四个参数的值，可以得到不同频率相应的阻抗谐振现象。
3.2辐射特性
复合结构的LHMLL辐射特性也引起了广泛的关注。当LHML被激发时，将产生较强的电流和电场分布，因此，复合结构LHML具有良好的辐射性能。通过对SHM和SM分别进行叠加调制，可以得到不同频率的基带波和调制信号的辐射强度，如图2所示。
图2.复合结构LHML的辐射谱分组
3.3耦合特性
复合结构LHML还具有良好的耦合特性。由于LHML右侧的电磁场影响，它可以与旁边的两个微带线耦合在一起。这种耦合现象没有对微带线本身产生太多的干扰，导致这种混合物的损耗被有效地降低。
4.结构参数的优化
由于复合结构LHML的性能可以通过结构参数进行有效调整，因此在实际应用中，需要对不同参数之间的关系进行深入研究。以下是结构参数优化的几个方面：
4.1CSRRs和SRRs披死比
在CSRRs和SRRs披死比方面，长度d1、d2和宽度w1、w2都应该尽可能地相等，以保持简单和一致。
4.2LHML宽度
LHML的宽度在技术性能和功能要求之间产生了复杂的权衡。实验结果表明，对于同样的设计，宽度w越宽，其性能也越好。
4.3介质层厚度
介质层厚度是影响复合结构LHML的性能的一个重要参数，不同的厚度值会对性能产生不同程度的影响。优化参数时，应根据具体