基于CRLH傳輸線理論的微波諧振器研究及仿真.pdf

1、最近幾年里，一種稱為“特異性材料”(Metamaterial)的人工復(fù)合型材料在固體物理、材料科學(xué)、光學(xué)和應(yīng)用電磁學(xué)等領(lǐng)域內(nèi)開始獲得越來越多的關(guān)注，由于其具有一些特殊的電磁特性(如負(fù)的介電常數(shù)、負(fù)的磁導(dǎo)率、負(fù)的折射率等)，從而使其在實(shí)際應(yīng)用中具有重要的價(jià)值。2004年，T.Itoh等人根據(jù)傳輸線理論構(gòu)造特異性材料的思想，介紹了這種特異性材料的特性，利用非振蕩的微波元件(交指型電容和螺旋型電感)制成人工的混合左右手結(jié)構(gòu)傳輸線(CRLH-T

2、L)，并將其應(yīng)用于各種微波器件的設(shè)計(jì)中，對(duì)電子集成、微波通訊等領(lǐng)域的發(fā)展具有重要的意義。 本文首先回顧了傳輸線理論與微波網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并且總結(jié)了人工CRLH-TL的特性及其物理實(shí)現(xiàn)。接下來著重介紹了應(yīng)用CRLH-TL設(shè)計(jì)微波諧振器的情況，通過對(duì)零階諧振器(ZOR)諧振特性和損耗機(jī)理的分析，可以發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)的微帶線諧振器相比，零階諧振器更能滿足微波集成電路設(shè)計(jì)中對(duì)器件的微型化、高性能的要求。在RF濾波器和振蕩器等含有諧振器電路的微波器件

3、設(shè)計(jì)中具有較好的應(yīng)用前景。 本文主要采用：FDTD數(shù)值計(jì)算方法，通過設(shè)置完全匹配層(PML)吸收邊界條件和劃分非均勻自適應(yīng)網(wǎng)格等技術(shù)，以提高FDTD數(shù)值計(jì)算的精確度，仿真結(jié)果同參考文獻(xiàn)中的矩量法(MoM)進(jìn)行比較，證實(shí)了FDTD算法在計(jì)算該類結(jié)構(gòu)模型時(shí)的有效性。隨后，分別通過改變周期單元個(gè)數(shù)、短樁電感線寬、交指電容對(duì)數(shù)以及接地導(dǎo)孔位置、形狀、大小等對(duì)諧振器結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，可以發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)于零階諧振器諧振頻率的影響。通過進(jìn)一步理論