一种复合左右手传输线的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种复合左右手传输线。
【背景技术】
[0002]在自特异材料(metamaterials)的概念提出以后，复合左右手传输线(也称为传输线特异材料)因其在天线、耦合器、功分器、移相器等方面的重要应用而引起众多研宄着的浓厚兴趣。在实现复合左右传输线的众多方法中，在微带传输线或共面波导传输线上加载串联的贴片电容和并联的贴片电感实现复合左右手传输线则备受关注[1_4]，此时贴片电容和贴片电感的值对复合左右手传输线左右手通带的频率范围有着很大的影响。然而，到目前为止，人们在利用传输线加载贴片电容和贴片电感实现复合左右手传输线时，贴片电容主要是串联在导带中，贴片电感主要是并联在导带和接地板之间，通过在共面波导上加贴片电容和贴片电感实现复合左右手传输线时，只有并联的贴片电感，没有并联的贴片电容。
[0003]仍有值得改进的地方。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于克服上述已有技术的不足，本发明中我们提出了一种通过在共面波导传输线上加载串联的贴片电容，并联的贴片电感和贴片电容实现复合左右手传输线的方法，此时在中心导带和接地板之间并联的不仅有贴片电感，而且有贴片电容，这将更有利于方便灵活地调节左右手通带的频率范围；一种复合左右手传输线，包括介质接地板、介质接地板上层的第一金属层、在介质接地板上设置共面波导的中心导带，在介质接地板设置狭缝，在介质接地板上焊接上串联的贴片电容，在中心导带和接地板之间焊接上并联的贴片电容和贴片电感，在共面波导上加载贴片电容和贴片电感，中心导带和接地板之间既并联贴片电感，又并联贴片电容；
[0005]在中心导带同一侧贴片电容和贴片电感交替分布，在中心导带的同一位置，贴片电容和贴片电感相对应，第一侧为贴片电容或者贴片电感，则第二侧要为贴片电感或者贴片电容。
[0006]所述传输线，其中，介质接地板是单面印刷电路板，单面印刷电路板厚度为0.1 mm-1.0mnin
[0007]所述传输线，其中，共面波导的中心导带宽为O。Imm -4.8 _，中心导带和接地板间的狭缝宽0.3 mm,金属层厚度为18 μ m。
[0008]所述传输线，其中，介质接地板上的一个单元的长度为8 mm，一个串联的贴片电容和一对并联的贴片电容和贴片电感所占的平均长度为一个单元的长度)。
[0009]所述传输线，其中，串联的贴片电容的值为3.3pF，并联的贴片电容的值为2.0pF,并联的贴片电感的值为5.6nHo
[0010]所述传输线，其中，在介质接地板上还设置圆形辐射贴片、金属折叠线、微带馈线。
[0011]本实用新型由产品具有结构上的创新，在利用共面波导加载贴片电容和贴片电感实现复合左右手传输线时，不但并联贴片电感，而且并联贴片电容，从而可以通过改变并联的贴片电容的值来改变左右手通带的频率范围，这样更有利于复合左右手传输线通带及阻带频率范围的调控。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的结构示意图；
[0013]图2为本实用新型传输特性曲线示意图；
[0014]图3为本实用新型样品中选取的三个不同的位置Pp Pp P2示意图；
[0015]图4.时域法测量的复合左右手传输线不同位置相位随时间的变化关系。
[0016]其中，(a)对应频率f =0.78 GHz ； (b)对应频率 f =2.1 GHz。
【具体实施方式】
[0017]实施例1，如图1所示，一种复合左右手传输线，包括介质接地板、介质接地板上层的第一金属层、在介质接地板上设置共面波导的中心导带，在介质接地板设置狭缝，在介质接地板上焊接上串联的贴片电容，在中心导带和接地板之间焊接上并联的贴片电容和贴片电感，在共面波导上加载贴片电容和贴片电感，中心导带和接地板之间既并联贴片电感，又并联贴片电容；
[0018]在中心导带同一侧贴片电容和贴片电感交替分布，在中心导带的同一位置，贴片电容和贴片电感相对应，第一侧为贴片电容或者贴片电感，则第二侧要为贴片电感或者贴片电容。
[0019]所述传输线，其中，介质接地板是单面印刷电路板，单面印刷电路板厚度为0.1 mm-1.0mnin
[0020]所述传输线，其中，共面波导的中心导带宽为0.1_ -4.8 _，中心导带和接地板间的狭缝宽0.3 mm,金属层厚度为18 μ m。
[0021]所述传输线，其中，介质接地板上的一个单元的长度为8 mm，一个串联的贴片电容和一对并联的贴片电容和贴片电感所占的平均长度为一个单元的长度。
[0022]所述传输线，其中，串联的贴片电容的值为3.3pF，并联的贴片电容的值为2.0pF,并联的贴片电感的值为5.6nHo
[0023]所述传输线，其中，在介质接地板上还设置圆形辐射贴片、金属折叠线、微带馈线。
[0024]图1是我们利用共面波导所设计的复合左右手传输线的实物照片。它是在共面波导的中心导带上周期性地刻一些狭缝，焊接上串联的贴片电容；在中心导带和接地板之间焊接上并联的贴片电容和贴片电感。其中中心导带和接地板之间贴片电容和贴片电感的分布有一定的规律性，如图1所示，贴片电容和贴片电感要均匀对称地分布在中心导带的两侦牝在同一侧贴片电容和贴片电感要交替分布，在中心导带的同一位置，贴片电容和贴片电感要相对应，即一侧为贴片电容(贴片电感)，则另一侧要为贴片电感(贴片电容)。另外，采用的是单面印刷PCB板，即共面波导传输线的背面没有敷铜。
[0025]1、在共面波导上加载贴片电容和贴片电感实现复合左右手传输线时，中心导带和接地板之间既并联贴片电感，又并联贴片电容。
[0026]2、并联的贴片电容和贴片电感如图1所示有规律地分布在中心导带的两侧，在中心导带同一侧贴片电容和贴片电感交替分布，在中心导带的同一位置，贴片电容和贴片电感相对应，即一侧为贴片电容(贴片电感)，则另一侧要为贴片电感(贴片电容)。
[0027]在利用共面波导加载贴片电容和贴片电感实现复合左右手传输线时，不但并联贴片电感，而且并联贴片电容，从而可以通过改变并联的贴片电容的值来改变左右手通带的频率范围，这样更有利于复合左右手传输线通带及阻带频率范围的调控。
[0028]图1是我们所制作的样品的实物照片，制作样品时我们采用的是介电常数为2.65，介质板厚度为1.0mm的单面印刷电路板。共面波导的中心导带宽为4.8 mm,中心导带和接地板间的狭缝宽0.3 mm，金属层厚度为18 μ m。一个单元的长度被设计为8 mm(—个串联的贴片电容和一对并联的贴片电容和贴片电感所占的平均长度为一个单元的长度)。另夕卜，串联的贴片电容的值为3.3pF,并联的贴片电容的值为2.0pF，并联的贴片电感的值为5.6nH0
[0029]所制作样品的传输特性曲线如图2所示，由图2可以看出，在频率fjlj f 2及f 3到&之间出现了两个通带。为了进一步证实通带的左手性或右手性，选取了样品中不同的三个位置Po、Po P2 (如图3所示)，利用时域法测量了三个位置的相位随时间的变化关系，如图4所示。其中图4(a)对应的频率为f =0.78 GHz，位于第一个通带内，图4(b)对应的频率为/=2.1 GHz，位于第二个通带内。由图4(a)可以看出，P2的相位超前P i，相位超前Ptl，说明第一个通带为左手性通带。由图4(b)可以看出，Ptl的相位超前P1, 相位超前P2，说明第二个通带为右手性通带。因此，通过图1所示结构获得了如图2所示的具有左右手通带的传输特性，即图1所示结构为复合左右手传输线。
[0030]并联的贴片电容也可以通过其它具有电容性质的集总元件(例如变容二极管)代替。
[0031]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种复合左右手传输线，其特征在于，包括介质接地板、介质接地板上层的第一金属层、在介质接地板上设置共面波导的中心导带，在介质接地板设置狭缝，在介质接地板上焊接上串联的贴片电容，在中心导带和接地板之间焊接上并联的贴片电容和贴片电感，在共面波导上加载贴片电容和贴片电感，中心导带和接地板之间既并联贴片电感，又并联贴片电容； 在中心导带同一侧贴片电容和贴片电感交替分布，在中心导带的同一位置，贴片电容和贴片电感相对应，第一侧为贴片电容或者贴片电感，则第二侧要为贴片电感或者贴片电容。2.根据权利要求1所述传输线，其特征在于，介质接地板是单面印刷电路板，单面印刷电路板厚度为0.1 mm -1.0mm。3.根据权利要求1所述传输线，其特征在于，共面波导的中心导带宽为0.1 mm -4.8mm,中心导带和接地板间的狭缝宽0.3 _，金属层厚度为18 μπι。4.根据权利要求1所述传输线，其特征在于，介质接地板上的一个单元的长度为8mm, 一个串联的贴片电容和一对并联的贴片电容和贴片电感所占的平均长度为一个单元的长度。5.根据权利要求1所述传输线，其特征在于，串联的贴片电容的值为3.3pF，并联的贴片电容的值为2.0pF,并联的贴片电感的值为5.6nHo6.根据权利要求1所述传输线，其特征在于，在介质接地板上还设置圆形辐射贴片、金属折叠线、微带馈线。
【专利摘要】本实用新型公开了一种复合左右手传输线，包括介质接地板、介质接地板上层的第一金属层、在介质接地板上设置共面波导的中心导带，在介质接地板设置狭缝，在介质接地板上焊接上串联的贴片电容，在中心导带和接地板之间焊接上并联的贴片电容和贴片电感，在共面波导上加载贴片电容和贴片电感，中心导带和接地板之间既并联贴片电感，又并联贴片电容；本实用新型由产品具有结构上的创新，在利用共面波导加载贴片电容和贴片电感实现复合左右手传输线时，不但并联贴片电感，而且并联贴片电容，从而可以通过改变并联的贴片电容的值来改变左右手通带的频率范围，这样更有利于复合左右手传输线通带及阻带频率范围的调控。
【IPC分类】H01P3/08
【公开号】CN204706620
【申请号】CN201520419007
【发明人】冯团辉, 王利敏
【申请人】许昌学院
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年6月17日