異向介質在微波器件中的性能及應用研究.pdf

1、異向介質(Metamaterials)一直是近年來物理學科和電磁學科中科研人員積極探究的領域之一,其介電常數或磁導率在某特定頻率上為負值,呈現負折射特性。隨著無線通信相關領域的快速發(fā)展,通信設備變得越來越微型、越來越便捷,這對研發(fā)體積更小、性能更優(yōu)良的微波器件帶來了挑戰(zhàn)。將異向介質應用到微波器件中,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,本文對微波器件中異向介質的性能和應用進行了深入研究。
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2、向介質分為諧振型結構和復合左右手傳輸線結構,本文分別對這兩種結構的特點及其在微波器件中的應用進行了研究。通過研究異向介質諧振型的開口諧振器(SRRs)、螺旋諧振器(SRs)、互補開口諧振器(CSRRs)和互補螺旋諧振器(CSRs)結構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以實現小型化。重點研究了多環(huán)互補開口諧振器和三階互補螺旋諧振器結構

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。基于此,設計了三種基于CSRRs或CSRs的W-CDMA頻段的小型化雙工器,測試結果和仿真結果基本吻合,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,本文還研究了復合左右手傳輸線(CRLH)的理論和色散特性,重點論述了復合左右手傳輸線的平衡狀態(tài)條件及其特性。設計了一種新型的CRLH傳輸線結構,它是通過在半模基片集成波導(HMSIW)的正面金屬層和