复合左右手传输线作为一种新型的传输线结构,它能在低于转换频率的低频阶段,呈现出左手材料结构特性,而在高于转换频率的高频阶段,它又呈现出右手材料特性。正是由于如此独特的电气性能,它在近10年内已成为全球的一大热门研究课题,无数科研工作者投入到该领域的研究,复合左右手传输线结构在微波领域的应用也越来越广泛。也正因复合左右手传输线结构在低频阶段呈现左手特性,其在微波无源器件的小型化上有着非常明显的优势。研究和利用复合左右手传输线结构的左手材料特性,将能够开发出超小型化的微波无源器件,对目前日益小型化的军用和民用微波电路系统都有着积极而重要的意义。本文主要研究基于复合左右手传输线结构的小型化谐振器,并且利用这种小型化谐振器开发出性能优良的小型化微波无源元件,包括单通带带通滤波器,双通带带通滤波器,巴伦带通滤波器,双工滤波器,三工滤波器,漏波天线以及宽带谐振天线等。通过对这些谐振器和无源元件的研究,本文达到了应用复合左右手传输线结构来实现小型化的微波无源元件的研究目的,进一步推动了复合左右手传输线结构在微波电路系统中的实用化进程,为现代微波电路系统的进一步小型化奠定了一定的基础。本文的主要研究内容如下:1,分析了在一端开路一端短路边界条件下的复合左右手传输线结构的负阶谐振特性,提出了一系列在一端开路一端短路边界条件下的小型化复合左右手传输线谐振器结构。利用这些小型化的复合左右手传输线结构谐振器,给出了一系列滤波器的设计,包括单通带带通滤波器、双通带带通滤波器等。这些滤波器均具有非常小的体积以及优良滤波性能。2,结合低温共烧陶瓷组件(LTCC)技术和复合左右手传输线谐振器理论,提出了一种新型的LTCC复合左右手传输线谐振器,这种谐振器具有超小型化的体积和能够引入一个固有传输零点的优点。基于这个谐振器,本文给出了两个LTCC滤波器的设计实例,这两个滤波器都有着超小型化的体积,并且滤波性能优良。3,提出了一种新颖的基于复合左右手传输线谐振器结构的平衡滤波器电路模型,这种电路模型能够很好的在一个单元模块中集成巴伦和滤波器的电路功能,在极大的减小了系统体积的同时,保证系统性能。基于这个电路模型,本文还给出了一系列基于复合左右手传输线结构的巴伦滤波器的设计实例,包括平面巴伦滤波器和LTCC巴伦滤波器。这些巴伦滤波器均实现了非常好的滤波特性和巴伦特性,并且体积极小。4,采用共谐振技术和复合左右手传输线谐振器技术,分别提出了一种新颖的小型化双工滤波器结构和一种小型化三工滤波器结构。这种新型的双工滤波器和三工滤波器体积极小,比传统的双工滤波器和三工滤波器体积小50%到70%以上,并且性能优良,充分体现了复合左右手传输线在小型化微波无源元件上的优势,实现了复合左右手传输线在双工滤波器和三工滤波器上的小型化研究目的。5,利用复合左右手传输线独特的相位传播常数可以为负、为零、为正的特性,开展了基于复合左右手传输线的漏波天线和宽带天线的研究。实现可以在全平面内扫描的1维漏波天线、圆极化漏波天线以及2维漏波天线等;并结合复合左右手传输线结构的“负阶”谐振模式,“零”阶谐振模式,“正”阶谐振模式,给出了一个宽带天线的设计实例。该宽带天线能够在很宽的频段内保持辐射方向图不变,并且体积很小。