微波異向介質(zhì)實(shí)驗(yàn)與應(yīng)用研究.pdf

1、本學(xué)位論文以異向介質(zhì)為研究背景，主要工作為實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證微波頻段異向介質(zhì)的基本特性及相關(guān)的物理現(xiàn)象，并研究其在耦合器、周期結(jié)構(gòu)及天線(xiàn)中的可能應(yīng)用。 本文第一部分設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了主波導(dǎo)中填充異向介質(zhì)的反向波導(dǎo)耦合器。由于在主、副波導(dǎo)邊界上必須滿(mǎn)足相位匹配條件，當(dāng)電磁波進(jìn)入主波導(dǎo)并在其內(nèi)傳播時(shí)，將被反向耦合到填充普通介質(zhì)的副波導(dǎo)中。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了異向介質(zhì)與普通介質(zhì)之間能量的反向耦合，同時(shí)也驗(yàn)證了異向介質(zhì)中坡印廷矢量與波矢具有相反的方向。

2、 本文第二部分利用具有寬頻帶特性的異向介質(zhì)材料，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了多種一維異向介質(zhì)－普通介質(zhì)周期結(jié)構(gòu)，并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這種周期結(jié)構(gòu)中零階光子禁帶的存在以及其獨(dú)特的性質(zhì)。這種光子禁帶由于結(jié)構(gòu)的平均折射率為零，其禁帶的頻率不會(huì)隨結(jié)構(gòu)周期的改變而改變。 本文的第三部分研究了利用雙曲線(xiàn)型色散特性的各向異性異向介質(zhì)提高天線(xiàn)方向性的方法，建立了實(shí)現(xiàn)高指向性輻射條件的理論模型，利用時(shí)域有限差分方法進(jìn)行數(shù)值仿真，得到了理想的窄波束寬度的輻射特性，并進(jìn)一