随着宽频应用的带宽需求持续增长,如何提高混合环的频带宽度成为了人们感兴趣的课题。几十年来,混合环作为一种重要的微波器件在微波工程领域获得了广泛的应用。七十年代末,有学者设计了一种具有多倍频程带宽的宽带混合环。之后,学者们相继提出了许多提高混合环带宽的方法:增加第五个端口[7],使用跨接技术[8]–[10],采用共面波导反相器[11]或垂直安装平面电路结构等等[12]。然而,后面的这些设计需要用到金属磁带或键合线,或者需要通过打孔或安装垂直基底来完成制造过程。9712
人们开发了许多方式来减小混合环的尺寸。缩小圆环周长,采用折叠线,人工传输线,周期阶梯阻抗谐振器,耦合线以及集总元件都是使微带混合环小型化的方式[13]。在文献[14]中,作者利用反相器替代二分之一波长微带线,增大混合环带宽的同时减小了混合环尺寸,同时,作者设计了一个带有CPS反向单元的混合环进行了实例验证。另外,文献[15]提出了用微带分支加载的方法缩小环长,这种方法的一大优势是不以牺牲混合环的带宽为代价。
DSPSL是由设计在电介质衬底正反表面上的两个相同的导带所构成.首先由Wheeler[14]于1964年提出,并用保角映射的方法进行了分析,可以通过准TEM传输模式[16]来计算单位长度的分布电容以及分布电感。但是由于当时制造工艺和理论上的不完善,DSPSL在过去几十年并未得到广泛应用。
如今,随着多层制造工艺的发展,DSPSL正得到越来越多的关注和研究,尤其在双面微波集成电路中发挥着不可替代的重要作用。
2004年,韩国学者Sang-Gyu Kim提出了DSPSL到微带线的几种过渡方式,并利用DSPSL设计了滤波器,混合环等无源器件,证实了利用DSPSL设计微波器件的可行性。
近几年,香港城市大学及南洋理工大学的一些学者研究并拓宽了DSPSL在微波电路中的应用,他们利用偏移DSPSL设计出一个阻带宽度增加的小型化低通滤波器,从而改善滤波器的性能。他们还利用偏移DSPSL设计出具有较大功分比的功分网络,以实现较大的功率容量。此外,他们还提出了在DSPSL中间插入金属导体板的新结构,这种结构运用到微波电路设计中可以减小电路的尺寸。利用DSPSL的特性,他们还成功设计出较大相对带宽的反相功分器,准椭圆函数的带通滤波器。
随着人们对DSPSL的深入探究,又有些学者设计出了利用金属线交换DSPSL上下层电流的反相器[17],并用它代替半波长的传输线,这样,既能减小电路尺寸又能增加工作带宽。
上述DSPSL的应用成果都证明了DSPSL结构应用到微波电路的巨大潜力。学者们对DSPSL的研究成果给我们设计微波电路提供了很多启发和新思路。
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