基于縫隙耦合腔鏈異向傳輸線諧振器的研究.pdf

1、異向介質是等效介電常數(shù)和等效磁導率同時為負數(shù)的人造介質，是物理學和電磁學領域的一個新興的研究熱點。異向介質具有許多異于普通介質的特殊性質，如負折射率、逆多普勒效應、逆切倫科夫輻射以及相速度與群速度的方向相反等等。目前，主要有兩種方式實現(xiàn)微波異向介質：1.金屬棒(ROD)和開路諧振環(huán)(SRR)的陣列結構；2.基于傳輸線的結構。一維的異向介質又被稱為異向傳輸線，異向傳輸線是異向介質最可能被廣泛應用的形式，現(xiàn)有被提出的異向介質的應用幾乎都以異

2、向傳輸線形式實現(xiàn)的。本論文分析了微波異向介質所具有的一些特殊電磁特性，著重分析了實現(xiàn)異向介質的兩種方法，在此基礎提出新的基于金屬波導的異向介質傳輸線的結構，并對異向介質傳輸線的應用做了一些探討。 本文根據(jù)經(jīng)典電磁理論和電路理論，通過嚴格數(shù)學推導建立電磁波在異向傳輸線中的傳輸機理；并根據(jù)這一傳輸機理提出可以實現(xiàn)“異向傳輸線結構的傳輸線單元等效電路。通過在空間中加載金屬周期結構等效出異向介質的傳輸線單元等效電路，從而設計出可工作在較

3、高頻率、有較大功率容量、低損耗的異向介質”，并通過仿真和試驗證明結構的合理性，最后給出這種異向介質的設計方法。 首先對隙縫耦合腔鏈實現(xiàn)異向傳輸線進行了研究，提出了一種新的異向傳輸線實現(xiàn)方法。利用場論方法和有限元法的本征模式仿真對結構的色散特性進行了分析，證明所提出的結構存在左手通帶，可以看成異向傳輸線。利用有限元法的驅動模式仿真對結構中電磁波的傳播特性進行了分析。 然后設計出一種新型的諧振腔，該諧振腔的諧振條件與普通諧振