利用集总参数元件构成的高阻抗电磁表面

摘要

根据局域共振模型,本文设计并制作了利用集总参数元件电容、电感代替金属-电介质形成的局部电容、电感构成的高阻抗表面.通过TM表面电磁波实验研究了集总参数元件对高阻抗电磁表面的表面波带隙的影响.采用这样的设计后,其带隙中心频率比同样单元大小的方形高阻抗电磁表面的带隙中心频率要低得多,结构变得更加紧凑.分析所得到的结论为设计高阻抗电磁表面提供了依据.另外,根据实际应用需要,本文还设计制作了可调谐带隙的高阻抗表面,其主要思想是利用变容二极管的随偏置电压改变而变容的特性完成的,通过测量TM表面电磁波特性,我们确实看到了可调谐的带隙,并呈现较宽的调节范围.

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第1章引言

1.1光子晶体

1.2金属－电介质高阻抗表面

1.3用集总参数元件构成的金属-电介质高阻抗表面

1.4特异性材料(Metamaterials)

1.5本论文的主要工作内容

第2章高阻抗表面的表面波传输基本原理与置备

2.1结构及等效模型[20]

2.2等效的表面阻抗

2.3表面波传输性质及测量方法

2.3.1色散关系

2.3.2禁带宽度[20]

2.3.3表面波测量

2.4特异性材料的色散方程

2.5集总参数元件构成的高阻抗表面的置备

2.5.1准备过程

2.5.2导孔的形成

2.5.3上层图形及外形的制作

2.5.4表面贴片元件的安装

第3章利用集总参数元件构成的高阻抗表面的结构设计、表面传输特性测试与模拟

3.1集总参数元件构成的高阻抗表面的结构设计

3.1.1贴片元件电容、电感和变容二极管

3.1.2利用贴片电感元件构成高阻抗表面的结构设计

3.1.3利用贴片电容元件构成高阻抗表面的结构设计

3.1.4利用贴片电感和贴片电容构成的高阻抗表面的结构设计

3.1.5利用变容二极管构成的高阻抗表面的结构设计

3.2利用集总参数元件构成的高阻抗表面的表面传输特性

3.2.1贴片电感元件构成的高阻抗表面的表面传输特性

3.2.2贴片电容元件构成的高阻抗表面的表面传输特性

3.2.3贴片电容和贴片电感元件构成的高阻抗表面的表面传输特性

3.2.4利用变容二极管构成的高阻抗表面的表面传输特性

3.3集总参数元件构成的高阻抗表面的等效电路模型计算与CST Microwave Studio模拟

3.3.1集总参数元件构成的高阻抗表面的等效电路模型计算

3.3.2集总参数元件构成的高阻抗表面的CST Microwave Studio模拟

3.4小结

第4章用集总参数元件构造的二维特异性材料 Metamaterials

4.1理论分析

4.2实验验证

4.3结论

第5章结论

致谢

参考文献

附录利用集总参数元件构成的二维特异性材料Metamaterials色散方程推导

个人简历在读期间发表的学术论文与研究成果