THz光子晶體天線的設(shè)計(jì)及THz波在等離子體中的衰減特性研究.pdf

1、THz波位于可見光和微波波段之間，在很多方面有特殊的性質(zhì)，又由于其波長比較短，設(shè)計(jì)時(shí)的尺寸比較小，很適合安全檢測、衛(wèi)星通信、醫(yī)學(xué)研究等方面。
　　 黑障是飛行器在高速情況下，由于氣體和防熱材料電離在飛行器表面覆蓋一層等離子體使得電磁波衰減嚴(yán)重或者不能通過，從而使得通信無法進(jìn)行的一種現(xiàn)象。根據(jù)等離子體的色散特性，對于越高頻率的電磁波越容易通過等離子體。THz波的頻率很高，對于等離子體有比較好的穿透性，但THZ波與等離子體作用機(jī)理十

2、分復(fù)雜，也是解決黑障問題上關(guān)鍵，本文對THz波在等離子體中的衰減特性進(jìn)行初步研究。
　　 本文首先介紹了黑障產(chǎn)生的原因，分析了一些解決辦法，提出通過提高電磁波頻率，發(fā)展THz波來解決黑障問題。緊接著本文介紹了光子晶體的概念，分析了光子晶體的能帶理論。對普通喇叭天線的輻射場進(jìn)行了分析，利用天線理論設(shè)計(jì)了一個(gè)工作頻率為300GHz的角錐喇叭天線。利用光子晶體的帶隙可以抑制表面波的特性，建立了THz光子晶體天線的物理模型，采用CST軟

3、件設(shè)計(jì)了新型的THz光子晶體天線，這個(gè)天線工作頻率為300GHz，最大增益為17.6dB，與傳統(tǒng)的喇叭天線做了一個(gè)對比，發(fā)現(xiàn)其增益變大，主瓣變宰，背瓣減弱，方向性有了很好的改進(jìn)。分析了電磁波與等離子體相互作用的機(jī)理，采用數(shù)值分析與仿真相結(jié)合的方法研究了電磁波在等離子體中的衰減，建立了一個(gè)THz波與等離子體相互作用的物理模型。討論了THz波頻率、等離子體密度等參數(shù)對THz波在等離子體中衰減特性的影響。得出了隨著頻率的提高，THz波在等離子