研究文章| 由于有限的电极电阻和衬底电流泄漏,CRLH TLs的使用有时可能不切实际,可能需要损耗补偿方案。最近,几位作者研究了利用晶体管在一维放大LH波的方法[<一个href="#B2">2一个>- - - - - -<一个href="#B4">4一个>]。
特别地,我们分析了通过晶体管跨导以及电容耦合和电感耦合连续相互作用的两个CRLH晶体管的使用情况,我们称之为CRLH行波场效应晶体管(TWFET),或CRLH TWFET为简洁。
目前有两种不同的方法来实现左手波的损耗补偿或放大。其中一种方法是将无源CRLH区与放大器区互连。基于此方法,Casares-Miranda等[<一个href="#B2">2一个>[制造了一个漏波天线,其增益大大提高了相比其被动对等。互连部分的多个级联使LH波的有效传播长度得以延长。然而,相位跃变发生在放大器部分。另一种方法是连续放大。Si等人[<一个href="#B3">3.一个>]提出了一种微波CRLH TL,在每个单元单元中加入理想的增益器件。他们演示了一个简单的电路单元,由两个fet作为这种增益器件运行。另一方面,Maezawa等人[<一个href="#B4">4一个>提出了一种周期性负载谐振隧道二极管(RTD)对的CRLH TL。RTDs的负差动电阻(NDR)可以补偿无源CRLH tl的损失。该线路可以通过RTD的NDR放大沿该线路传播的信号。在任何一种情况下,单元单元结构比CRLH TWFETs要简单得多。CRLH TL在每个单元单元中都有电感-电容对。只要简单地引入NDR器件,这些对就能表现出共振行为。我们对CRLH twet进行了稳定性分析,以确定它们成功地抑制了不稳定性并放大了LH波[<一个href="#B5">5一个>]。另一方面,据我们所知,对于在每个单元单元中使用NDR设备的方案,还没有进行这样的稳定性分析。表格<一个href="//www.newsama.com/journals/apec/2012/498146/tab1/" target="_blank">1一个>总结了上述三种平台对LH波衰减补偿的优缺点。
下面,我们首先阐明CRLH TWFETs的设计理念。然后讨论了CRLH TWFET的一些基本性质,包括器件结构、色散关系、波放大和终止方案的设计准则。接下来,我们描述数值模型来模拟测量结果。通过数值计算验证了CRLH TWFET设计准则的有效性。
我们的设计理念源于CRLH TWFET可以放大其中一种模式所携带的波,并显著衰减另一种模式所携带的波。我们可以排除衰减模式所携带的波的影响来抑制模态色散。此外,与放大模式相对应的特征阻抗匹配的末端可以使波的反射最小。
目前,我们考虑的情况是<年代vg height="7.0124998" id="M17" style="vertical-align:-0.16302pt;width:9.625px;" version="1.1" viewbox="0 0 9.625 7.0124998" width="9.625" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
由于栅极和漏极线之间存在被动耦合,两种不同的传播模式可以携带波[<一个href="#B6">6一个>]。
每一种模式都有它自己的色散、特性阻抗和线之间的电压分数。数字<一个href="//www.newsama.com/journals/apec/2012/498146/fig4/" target="_blank">4一个>各模态均表现出典型的色散关系。为了得到这个,我们设置<年代vg height="16.2875" id="M59" style="vertical-align:-4.77652pt;width:25.725px;" version="1.1" viewbox="0 0 25.725 16.2875" width="25.725" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
通过输入具有的电压信号<我>c- ( 我们考虑小的情况<年代vg height="14.5625" id="M74" style="vertical-align:-3.20526pt;width:19.987499px;" version="1.1" viewbox="0 0 19.987499 14.5625" width="19.987499" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
在上面的,<年代vg height="12.8625" id="M95" style="vertical-align:-4.68874pt;width:27.4125px;" version="1.1" viewbox="0 0 27.4125 12.8625" width="27.4125" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
通过引入任何微小但有限的阻力<我>R 一般来说,频率越高,电阻越大。它趋向于达到饱和值。我们没有对这种频率依赖性建模,而是对所有频率使用饱和电阻来进行高估。我们将寄生电阻的值与电感成正比,这样1.0-nH电感的电阻为0.15<年代vg height="10.6875" id="M115" style="vertical-align:-0.0pt;width:11.75px;" version="1.1" viewbox="0 0 11.75 10.6875" width="11.75" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
为了加强这些观测,我们用时域有限差分法求解测试线的传输方程来模拟测量结果。方程由<年代pan class="equation" id="EEq5">
在哪里<年代vg height="14.325" id="M132" style="vertical-align:-3.20526pt;width:15.175px;" version="1.1" viewbox="0 0 15.175 14.325" width="15.175" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
歧视的<我>c- - -<年代vg height="7.0124998" id="M140" style="vertical-align:-0.16302pt;width:9.625px;" version="1.1" viewbox="0 0 9.625 7.0124998" width="9.625" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
最后,稳态RH正弦波的性质如图所示<一个href="//www.newsama.com/journals/apec/2012/498146/fig11/" target="_blank">11 (b)一个>。频率被设置为5.8 GHz。根据图<一个href="//www.newsama.com/journals/apec/2012/498146/fig6/" target="_blank">6一个>, 在这两种情况下,证实了驻波的发展被匹配的端点很好地抑制了。
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摘要
1.介绍
CRLH TL的单位细胞。
CRLH、TL和放大器部分的级联 带有NDR设备/电路的单元单元 CRLH TWFET
设计的灵活性 + + −
阶段的连续性 − + +
验证 + − +
稳定 + ± +
2.CRLH TWFETs的设计理念
CRLH TWFETs的设计理念。
3.CRLH TWFETS
CRLH TWFET的单位细胞。闸板和排水管道都有CRLH TL结构。这两条线通过互感耦合gydF4y2Ba互电容,gydF4y2Ba,以及FET贡献。
CRLH TWFET的色散特性。填充的频率区域被零波长的频率夹在中间,按升序排列为3.6、4.1、4.7和5.6 GHz。
4.测试线的数值模拟
(一)年代trong>
(b)年代trong>

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(b)年代trong>
CRLH TWFET测试的时域波形。(a)测量值和(b)计算值gydF4y2Ba脉冲模式信封。
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(b)年代trong>5.CRLH TWFETs的数值性能
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CRLH TWFET的稳态波形。(a) RH、(b) LH波。薄和厚波形对应gydF4y2Ba和,gydF4y2Ba分别。
6.结论
参考文献
版权
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摘要
1.介绍