异向介质周期结构传输与辐射特性

摘要

异向介质是一种介电常数和磁导率同时为负数的介质。异向介质是当前国际电磁科学研究的热点，对于异向介质以及基于异向介质的新型微波器件的研究，有着重要的意义。 本文采用严格模匹配与多模网络理论相结合的方法，系统分析了异向介质周期结构的传输与辐射特性，提出并分析了基于异向介质的新型介质栅天线和新型介质栅波导滤波器。 论文的第一章简要介绍了异向介质的概念、研究背景以及其奇异的电磁特性，并对周期结构基本理论进行简单回顾。在此基础上提出了异向介质周期结构的概念。 第二章介绍了用于分析异向介质周期结构的多模网络结合严格模匹配方法。在分析中将电磁场问题用横向传输线网络等效，大大简化了求解过程。分析结果亦有助于理解异向介质周期结构中电磁波传播和辐射的物理现象。此方法计算量小，而且其计算精度完全满足工程要求。 在第三章中，首先介绍了一种新型异向介质栅漏波天线，并用第二章中建立的多模网络结合模匹配方法对其辐射特性作系统研究。文中着重研究了其结构参数对其辐射特性的影响，并且给出了其频率扫描特性。计算结果表明异向介质栅漏波天线比传统介质栅天线的辐射能力有大幅度提高。同时这些结果对于异向介质栅天线的设计也有重要指导意义。 最后，在第三章中，介绍了异向介质栅波导滤波器。同样，用第二章中的方法对其阻带滤波特性作系统研究。文中给出了主模的Brillouin图，着重研究了结构参数对阻带中心频率，带宽，带内衰减的影响。计算结果表明异向介质栅波导比通产介质栅波导阻带带宽要大得多，并且拥有更大得带内衰减。这些结果对带阳滤波器设计可以提供指导。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：插图列表，表格列表

第1章绪论

1.1异向介质

1.1.1异向介质的概念

1.1.2异向介质的研究历程

1.1.3异向介质的性质

1.2周期结构

1.2.1周期结构的形式

1.2.2 Floquet定理和空间谐波。

1.2.3Brillouin图以及禁带特性。

1.2.4开放周期结构的漏波辐射特性。

1.3异向介质周期结构

参考文献

第2章介质周期结构的多模网络分析

2.1 引言

2.2模匹配方法

2.3多模网络概念和广义横向谐振法

2.4分析过程

参考文献

第3章异向介质栅天线辐射特性分析

3.1引言

3.2理论分析

3.3计算结果与分析

3.3.1固定频率下天线辐射特性与结构参数的关系

3.3.2异向介质栅天线的频率扫描特性

参考文献

第4章异向介质栅波导滤波特性的研究

4.1引言

4.2分析

4.3计算结果和分析

4.3.1 Brillouin图

4.3.2结构参数对滤波特性的影响

参考文献

攻读学位期间发表的文章

致 谢