新型人工電磁材料器件的設(shè)計(jì)、制作和應(yīng)用研究.pdf

1、人工電磁材料是指電磁波在其中傳播時(shí)具有特殊傳導(dǎo)或者輻射特性的人工復(fù)合材料。最近引起人們廣泛研究興趣的左手材料即是一類具有代表性的人工電磁材料。從廣義上說，人工電磁材料包括所有對(duì)電磁波的傳播具有特定影響的人造材料或結(jié)構(gòu)，比如光子晶體材料、電磁帶隙結(jié)構(gòu)、缺陷接地平面結(jié)構(gòu)、左手材料以及復(fù)合左右手結(jié)構(gòu)等。本文主要研究了幾種人工電磁材料及結(jié)構(gòu)中電磁波的傳輸特性以及基于這些材料和結(jié)構(gòu)的器件的設(shè)計(jì)方法、制作過程和應(yīng)用背景。 全文共分為六章，第

2、一章介紹了本論文研究的背景和當(dāng)前國(guó)內(nèi)外該領(lǐng)域內(nèi)研究的進(jìn)展。第二章介紹了用于分析人工電磁材料色散特性的ABCD矩陣方法和微波電路設(shè)計(jì)中常用的散射參數(shù)，進(jìn)一步介紹了本文中使用到的數(shù)值計(jì)算方法以及優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，主要是矩量法、有限元法、時(shí)域有限差分方法以及遺傳算法。第三章主要介紹了人工電磁介質(zhì)在濾波器件設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。在第一部分介紹了由左手傳輸線和右手傳輸線交替復(fù)合組成的一維布拉格反射器的設(shè)計(jì)原理，研究了該反射器件的異常窄帶傳輸特性及其采用微帶傳

3、輸線的實(shí)現(xiàn)方法，對(duì)此布拉格反射器的電路仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證表明該設(shè)計(jì)可以用來實(shí)現(xiàn)窄帶的濾波應(yīng)用。第二部分介紹了通過在微帶共面波導(dǎo)上刻蝕周期性結(jié)構(gòu)來制作新型的電磁帶隙材料，從而實(shí)現(xiàn)尺寸非常緊湊、低插入損耗的低通濾波器。第四章主要介紹了利用人工電磁材料改善功率控制電路性能的方法。在第一部分主要介紹了如何利用左手傳輸線異常的非線性色散特性來改善威爾金森功分器的隔離帶寬以及通帶平坦度。第二部分介紹了一種采用新型的復(fù)合左右手傳輸線制作的二路等功率分配的