異向介質(zhì)在微波器件中的性能及應(yīng)用研究.pdf

1、異向介質(zhì)(Metamaterials)一直是近年來物理學(xué)科和電磁學(xué)科中科研人員積極探究的領(lǐng)域之一,其介電常數(shù)或磁導(dǎo)率在某特定頻率上為負(fù)值,呈現(xiàn)負(fù)折射特性。隨著無線通信相關(guān)領(lǐng)域的快速發(fā)展,通信設(shè)備變得越來越微型、越來越便捷,這對(duì)研發(fā)體積更小、性能更優(yōu)良的微波器件帶來了挑戰(zhàn)。將異向介質(zhì)應(yīng)用到微波器件中,不僅可以減少微波器件的尺寸,而且能在一定程度上提高微波器件的性能。鑒于此,本文對(duì)微波器件中異向介質(zhì)的性能和應(yīng)用進(jìn)行了深入研究。
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2、向介質(zhì)分為諧振型結(jié)構(gòu)和復(fù)合左右手傳輸線結(jié)構(gòu),本文分別對(duì)這兩種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及其在微波器件中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。通過研究異向介質(zhì)諧振型的開口諧振器(SRRs)、螺旋諧振器(SRs)、互補(bǔ)開口諧振器(CSRRs)和互補(bǔ)螺旋諧振器(CSRs)結(jié)構(gòu)的等效電路模型可以得出:增大諧振器的等效電感或等效電容可以降低它們自身的諧振頻率,在微波器件中加載諧振器可以一定程度地減小微波器件的諧振波長(zhǎng)以實(shí)現(xiàn)小型化。重點(diǎn)研究了多環(huán)互補(bǔ)開口諧振器和三階互補(bǔ)螺旋諧振器結(jié)構(gòu)

3、,通過理論分析和仿真證明了他們可用于微波器件的小型化?；诖?設(shè)計(jì)了三種基于CSRRs或CSRs的W-CDMA頻段的小型化雙工器,測(cè)試結(jié)果和仿真結(jié)果基本吻合,它們具有相同的尺寸,其尺寸只有無加載CSRRs/CSRs雙工器的三分之一。另一方面,本文還研究了復(fù)合左右手傳輸線(CRLH)的理論和色散特性,重點(diǎn)論述了復(fù)合左右手傳輸線的平衡狀態(tài)條件及其特性。設(shè)計(jì)了一種新型的CRLH傳輸線結(jié)構(gòu),它是通過在半?；刹▽?dǎo)(HMSIW)的正面金屬層和