左手材料與周期性電磁材料的研究與應(yīng)用.pdf

1、近年來(lái)，左手材料與周期性電磁諧振材料逐漸成為射頻微波的研究熱點(diǎn)之一。國(guó)內(nèi)外的科研工作者對(duì)它的重視程度越來(lái)越高。這些結(jié)構(gòu)擁有一些特殊的電磁特性，利用這些特殊的結(jié)構(gòu)特性，可以設(shè)計(jì)與優(yōu)化很多射頻微波器件。本文主要研究了以多開口方形諧振環(huán)構(gòu)成的左手材料作為覆層的微帶天線，以及利用共面緊湊型（UC-PBG）結(jié)構(gòu)和交指結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成的超寬帶濾波器。
　　本文首先介紹了左手材料中的特殊現(xiàn)象，負(fù)折射現(xiàn)象，逆多普勒效應(yīng)，完美透鏡效應(yīng)，并且講述了利用S

2、參數(shù)提取等效介電常數(shù)和磁導(dǎo)率常數(shù)。利用設(shè)計(jì)好的新型多開口方形諧振環(huán)緊密排布在微帶天線四周，提高天線的方向性與增益。與此同時(shí)，利用底面蝕刻圓孔結(jié)構(gòu)抑制天線的表面波，進(jìn)一步優(yōu)化天線，提高天線的性能。利用電磁仿真軟件比較新型微帶天線和普通微帶天線的性能，增益提高3.4dB，半功率張角減小了24 deg。加工實(shí)物進(jìn)行實(shí)物測(cè)試，測(cè)試結(jié)果與仿真結(jié)果吻合得不錯(cuò)。
　　周期性電磁諧振材料具有高頻阻斷特性，利用緊縮型（UC-PBG）結(jié)構(gòu)作為微帶底板

3、，能夠?qū)崿F(xiàn)濾波器的高頻零點(diǎn)。本文設(shè)計(jì)的新型超寬帶帶通濾波器結(jié)合交指耦合與UC-PBG陣列結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)3dB帶寬5.6GHz，F(xiàn)BW=140％，比傳統(tǒng)周期結(jié)構(gòu)濾波器的帶寬寬很多，濾波器的帶內(nèi)帶外性能良好。與此同時(shí)利用地面蝕刻圓孔技術(shù)進(jìn)一步改善濾波器的性能，優(yōu)化濾波器的帶內(nèi)帶外性能，配合耦合調(diào)節(jié)枝節(jié)濾波器工作地更加穩(wěn)定。加工實(shí)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量，測(cè)試結(jié)果與仿真結(jié)果吻合的不錯(cuò)。同時(shí)，本文仿真了新型超寬帶低通濾波器，利用微帶直通和UC-PBG陣列結(jié)構(gòu)