基于左右手复合介质的宽带可调双波段耦合器设计

摘要

近来，在某一频段范围同时表现出负的等效介电常数与等效磁导率的新型人工合成材料吸引了广泛的关注。这种材料被称为负折射率介质或左手介质。这种介质具有诸如负群速度、负折射率、理想成像、逆Doppler频移、反常Cerenkov辐射等种种奇异的物理性质。当新型的左手介质和传统的右手介质结合在一起形成新的人工左右手复合材料时，这些材料又产生了新的现象和性质，同时出现了一些革命性的设计和应用。 本文结合课题需要，阐述了在微波波段下，当前人工左右手复合结构的工作原理、设计思想和设计方法，并结合实际研究课题，详细地介绍了微波器件的设计理论、设计方法，并设计出一种新型的分支线耦合器。它利用人工复合负折射结构的特殊性质，实现了双波段可调，并进一步改进该设计，实现宽带双波段可调。 本文共分为五章。第一章简要概括了左手介质的历史、现状及发展趋势；第二章讨论了微波器件的基本设计理论、设计方法，包括S参数的概念，主要传输媒质特性，及利用微波电路CAD软件进行微波器件设计的方法和途径：第三章主要介绍人工复合左右手结构的概念和性质；第四章分类介绍目前主流的各类耦合器的工作原理、设计思想和设计方法；第五章详细介绍三种宽带可调双波段分支线耦合器的设计，仿真和实验。

目录

摘要

第一章 左手介质材料概念及相关研究

1.1左手介质材料

1.2当前的主要研究方向

1.3本文的内容和目标

第二章 微波电路设计基本原理和方法

2.1 S参数概述

2.2传输线概述

2.2.1波导

2.2.2同轴线

2.2.3微带线

2.2.4带状线

2.3微波电路计算机辅助设计概述

第三章 人工左右手复合结构

3.1传统理想传输线模型

3.2左右手理想传输线模型(CRLH TLs)

3.3左右手复合LC网络

3.4左右手复合结构的物理实现

第四章 微波定向耦合器概念及种类

4.1定向耦合器概述

4.2各类定向耦合器

4.2.1波导型

4.2.2分支线型

4.2.3耦合线型

第五章 宽带可调双波段分支线耦合器设计

5.1可调双波段分支线耦合器

5.1.1T型传输线模型

5.1.2双波段λ/4 CRLH TL

5.1.3可调双波段分支线耦合器

5.2宽带可调双波段分支线耦合器

5.2.1第一种结构

5.2.2第二种结构

5.2.3第三种结构

5.2.4模拟实验及结果

5.2.5实验及结果

5.3结论

致谢

参考文献

硕士阶段公开发表的论文