对两种左右手传输线实现方式的研究现状进行了深入分析以及优缺点对比
摘要：左右手传输线的理论和应用研究已在微波技术领域深入展开，特别是在天馈线系统中的应用研究已成为热点。本文根据左右手传输线的宽带移相特性，总结了近年来国内外关于基于左右手传输线的微波移相器的最新研究成果，对两种实现方式的研究现状进行了深入分析，对比不同方法的优缺点。
1引言
移相器是一种重要的微波器件，在波束形成网络、相位调制器和相控阵天线等无线通信系统中具有广泛的应用，研制出宽带平面移相器是很有意义的工作。传统的差分移相器是依靠两条传输线的长度差来实现相移，或在相同长度的情况下通过改变传输线的传播常数来实现相移。
由于左右手传输线具有宽带移相特性，已有很多研究人员将其应用到宽带移相器设计中[1~10]，其中许多文献将宽带移相线与功分器结合设计了宽带正交功分器和宽带威尔金森巴伦，但实质还是宽带移相器。利用左右手传输线设计宽带移相器大致可分为集总元件方式[1~4]和分布参数方式[5~10]。
2集中元件方式
采用集总元件的左右手传输线设计了宽带180°移相器，如图1所示，图中上面一段线是相移为+90°的左右手传输线，下面一段线是相移为-90°的左右手传输线，在1.17ghz~2.33ghz（相对带宽为77%）的频率范围内相位差为180°±10°；文献[2]采用共面波导多层结构设计了180°开关线移相器，如图2所示，在2ghz~3.6ghz的频率范围内相位差为180°±7°；文献[3]采用左右手传输线和右手传输线设计了宽带移相器，如图3所示，在1.24ghz~3.58ghz的频率范围内相位差为180°±10°；文献[4]采用集总元件的左右手传输线设计了宽带移相器，如图4所示，在0.6ghz~1.2ghz的频率范围内相位差为180°±9.5°。
图1 文献[1]报道的宽带移相器
图2 文献[2]报道的宽带移相器
图3 文献[3]报道的宽带移相器
图4 文献[4]报道的宽带移相器
3分布参数方式
文献[5]采用分布式左右手传输线结合共面波导技术设计了宽带移相器，如图5所示，在2.4ghz~5.22ghz的频率范围内相位差为180°±10°；文献[6]采用交指缝隙和接地过孔的左右手传输线设计了宽带90°移相器，在2.3ghz~3.8ghz的频率范围内相位差为90°±10°；文献[7]基于逆开环谐振器的左右手传输线设计了宽带移相器，如图6所示，在1.4ghz~2.1ghz的频率范围内相位差为90°±5°；文献[8]采用交指缝隙和接地过孔的左右手传输线设计了宽带移相器，如图7所示，在1.3ghz~3.5ghz的频率范围内相位差为180°±3°；文献[9]使用一对相同的基于交指缝隙和虚拟地面的左右手传输线，并用奇偶模的方法设计了宽带移相器，如图8所示，在1.6ghz~3.6ghz的频率范围内相位差为180°±3°；文献[10]采用交指缝隙和接地过孔的左右手传输线设计了宽带4位数字移相器。
图5 文献[5]报道的宽带移相器
图6 文献[7]报道的宽带移相器
图7 文献[8]报道的宽带移相器
图8 文献[9]报道的宽带移相器
4结论
本文对已报道的国内外关于基于左右手传输线的微波移相器的最新研究成果进行归纳，总结了最新研究成果，对多种实现方式的基于左右手传输线的微波移相器的研究现状进行了深入分析，对比了不同方法的优缺点。
参考文献
1m. a. antoniades and g. v. eleftheriades.a broadband wilkinson balun using microstrip metamaterial lines [j]. ieeeantennas and wireless propagation letters, 2005, 4:209~212
2k. dmitry, s. elena, v. irina, et al.broadband digital phase shifter based on switchable right-and left-handed transmissionline sections [j]. ieee microwave and wireless components letters, 2006, 16(5):258~260
3c. h. tseng and c. l. chang. wide-bandbalun using composite right/ left-handed transmission line [j]. electronicsletters, 2007, 43(21):1154~1155
4h. yoo, s. h. lee and h. kim. broadbandbalun for monolithic microwave integrated circuit application [j]. microwaveand optical technology letters, 2012, 54(1):203~206
5s. g. mao and y. z. chueh. broadband compositeright/left-handed coplanar waveguide power splitters with arbitrary phase responsesand balun and antenna applications [j]. ieee transactions on antennas andpropagation, 2006, 54(1):243~250
6y. z. zou, z. l. lin, t. ling, et al. anew broadband differential phase shifter fabricated using a novel crlhstructure [j]. journal of zhejiang university science a,2007, 8(10):1568~1572
7g. siso´, m. gil, j. bonache, et al. applicationof metamaterial transmission lines to design of quadrature phase shifters [j].electronics letters, 2007, 43(20):1098~1100
8w. p. cao, f. guo and b. z. wang. designof a broadband balun based on composite right/left handed structure [j].microwave and optical technology letters, 2010, 52(6):1310~1313
9c. j. liu and w. menzel. broadbandvia-free microstrip balun using metamaterial transmission lines [j]. ieeemicrowave and wireless components letters, 2008, 18(7):437~439
10 q.zhu, c. gong and h. xin. design of high power capacity phase shifter withcomposite right/left-handed transmission line [j]. microwave and opticaltechnology letters, 2012, 54(1):119~124
蓝牙5.1和5.3有什么区别？
简述ADAS重要性和行车安全八忌讳
智能电表,为何更费电费
如何使用电机位置传感器来测量定子与转子之间的相对位置
3D打印过程中会遇到哪些问题
对两种左右手传输线实现方式的研究现状进行了深入分析以及优缺点对比
小米5C等的心碎？我有三点看法
意法半导体发布超紧凑、低功耗、带GNSS定位功能的NB-IoT工业级模块
电弧放电特点及危害_电火花放电和电弧放电的区别详解
Intel 11代酷睿提前两月出货
快讯：神舟十二号撤离空间站 SpaceX首次商业旅行启航 SpaceX将4名平民送入太空
拷贝一份前辈的设计原理图吧 利用模拟工具优化电路设计
紫光展锐率先推出第一款支持3GPP R15 5G标准的芯片
华为Mate10真机谍照抢先看，首款人工智能旗舰屏占比惊人
无线蓝牙耳机对比：南卡蓝牙耳机和三星耳机哪个好？
OPPO官方推特宣布正式登陆英国市场
RS 荣获Tektronix三项销售和服务大奖
allegro光标如何设置
为啥电机烧了开关不跳？电机烧毁而开关不跳的原因
评估混合存储阵列之前需要考虑相关因素
1引言
移相器是一种重要的微波器件，在波束形成网络、相位调制器和相控阵天线等无线通信系统中具有广泛的应用，研制出宽带平面移相器是很有意义的工作。传统的差分移相器是依靠两条传输线的长度差来实现相移，或在相同长度的情况下通过改变传输线的传播常数来实现相移。
由于左右手传输线具有宽带移相特性，已有很多研究人员将其应用到宽带移相器设计中[1~10]，其中许多文献将宽带移相线与功分器结合设计了宽带正交功分器和宽带威尔金森巴伦，但实质还是宽带移相器。利用左右手传输线设计宽带移相器大致可分为集总元件方式[1~4]和分布参数方式[5~10]。
2集中元件方式
采用集总元件的左右手传输线设计了宽带180°移相器，如图1所示，图中上面一段线是相移为+90°的左右手传输线，下面一段线是相移为-90°的左右手传输线，在1.17ghz~2.33ghz（相对带宽为77%）的频率范围内相位差为180°±10°；文献[2]采用共面波导多层结构设计了180°开关线移相器，如图2所示，在2ghz~3.6ghz的频率范围内相位差为180°±7°；文献[3]采用左右手传输线和右手传输线设计了宽带移相器，如图3所示，在1.24ghz~3.58ghz的频率范围内相位差为180°±10°；文献[4]采用集总元件的左右手传输线设计了宽带移相器，如图4所示，在0.6ghz~1.2ghz的频率范围内相位差为180°±9.5°。
图1 文献[1]报道的宽带移相器
图2 文献[2]报道的宽带移相器
图3 文献[3]报道的宽带移相器
图4 文献[4]报道的宽带移相器
3分布参数方式
文献[5]采用分布式左右手传输线结合共面波导技术设计了宽带移相器，如图5所示，在2.4ghz~5.22ghz的频率范围内相位差为180°±10°；文献[6]采用交指缝隙和接地过孔的左右手传输线设计了宽带90°移相器，在2.3ghz~3.8ghz的频率范围内相位差为90°±10°；文献[7]基于逆开环谐振器的左右手传输线设计了宽带移相器，如图6所示，在1.4ghz~2.1ghz的频率范围内相位差为90°±5°；文献[8]采用交指缝隙和接地过孔的左右手传输线设计了宽带移相器，如图7所示，在1.3ghz~3.5ghz的频率范围内相位差为180°±3°；文献[9]使用一对相同的基于交指缝隙和虚拟地面的左右手传输线，并用奇偶模的方法设计了宽带移相器，如图8所示，在1.6ghz~3.6ghz的频率范围内相位差为180°±3°；文献[10]采用交指缝隙和接地过孔的左右手传输线设计了宽带4位数字移相器。
图5 文献[5]报道的宽带移相器
图6 文献[7]报道的宽带移相器
图7 文献[8]报道的宽带移相器
图8 文献[9]报道的宽带移相器
4结论
本文对已报道的国内外关于基于左右手传输线的微波移相器的最新研究成果进行归纳，总结了最新研究成果，对多种实现方式的基于左右手传输线的微波移相器的研究现状进行了深入分析，对比了不同方法的优缺点。
参考文献
1m. a. antoniades and g. v. eleftheriades.a broadband wilkinson balun using microstrip metamaterial lines [j]. ieeeantennas and wireless propagation letters, 2005, 4:209~212
2k. dmitry, s. elena, v. irina, et al.broadband digital phase shifter based on switchable right-and left-handed transmissionline sections [j]. ieee microwave and wireless components letters, 2006, 16(5):258~260
3c. h. tseng and c. l. chang. wide-bandbalun using composite right/ left-handed transmission line [j]. electronicsletters, 2007, 43(21):1154~1155
4h. yoo, s. h. lee and h. kim. broadbandbalun for monolithic microwave integrated circuit application [j]. microwaveand optical technology letters, 2012, 54(1):203~206
5s. g. mao and y. z. chueh. broadband compositeright/left-handed coplanar waveguide power splitters with arbitrary phase responsesand balun and antenna applications [j]. ieee transactions on antennas andpropagation, 2006, 54(1):243~250
6y. z. zou, z. l. lin, t. ling, et al. anew broadband differential phase shifter fabricated using a novel crlhstructure [j]. journal of zhejiang university science a,2007, 8(10):1568~1572
7g. siso´, m. gil, j. bonache, et al. applicationof metamaterial transmission lines to design of quadrature phase shifters [j].electronics letters, 2007, 43(20):1098~1100
8w. p. cao, f. guo and b. z. wang. designof a broadband balun based on composite right/left handed structure [j].microwave and optical technology letters, 2010, 52(6):1310~1313
9c. j. liu and w. menzel. broadbandvia-free microstrip balun using metamaterial transmission lines [j]. ieeemicrowave and wireless components letters, 2008, 18(7):437~439
10 q.zhu, c. gong and h. xin. design of high power capacity phase shifter withcomposite right/left-handed transmission line [j]. microwave and opticaltechnology letters, 2012, 54(1):119~124
蓝牙5.1和5.3有什么区别？
简述ADAS重要性和行车安全八忌讳
智能电表,为何更费电费
如何使用电机位置传感器来测量定子与转子之间的相对位置
3D打印过程中会遇到哪些问题
对两种左右手传输线实现方式的研究现状进行了深入分析以及优缺点对比
小米5C等的心碎？我有三点看法
意法半导体发布超紧凑、低功耗、带GNSS定位功能的NB-IoT工业级模块
电弧放电特点及危害_电火花放电和电弧放电的区别详解
Intel 11代酷睿提前两月出货
快讯：神舟十二号撤离空间站 SpaceX首次商业旅行启航 SpaceX将4名平民送入太空
拷贝一份前辈的设计原理图吧 利用模拟工具优化电路设计
紫光展锐率先推出第一款支持3GPP R15 5G标准的芯片
华为Mate10真机谍照抢先看，首款人工智能旗舰屏占比惊人
无线蓝牙耳机对比：南卡蓝牙耳机和三星耳机哪个好？
OPPO官方推特宣布正式登陆英国市场
RS 荣获Tektronix三项销售和服务大奖
allegro光标如何设置
为啥电机烧了开关不跳？电机烧毁而开关不跳的原因
评估混合存储阵列之前需要考虑相关因素