首页> 中文学位 >光子晶体物理特性在微带天线中的应用研究
【6h】

光子晶体物理特性在微带天线中的应用研究

代理获取

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1选题背景及研究意义

1.2国内外研究状况和进展

1.3本文的研究思路和研究内容

1.4本文的结构安排

第二章时域有限差分法

2.1 Maxwell方程组及其FDTD形式

2.2 FDTD稳定性条件

2.3 PML吸收边界条件

2.4波源的设置

2.5本章小结

第三章光子晶体微带天线技术

3.1光子晶体

3.1.1光子晶体的常见结构

3.1.2光子晶体的基本特性

3.1.3光子晶体的应用

3.1.4光子晶体的理论模型

3.2微带单元天线

3.2.1微带天线分析方法

3.2.2微带天线的辐射机理

3.2.3微带天线的馈电方式

3.3微波光子晶体天线

3.3.1光子晶体在微波天线上的应用

3.3.2几种典型的微波光子晶体天线

3.4本章小结

第四章钻孔型光子晶体微带天线的研究

4.1光子晶体微带天线计算模型

4.2PBG结构对天线的影响因子

4.2.1晶体周期个数对天线的影响

4.2.2晶格大小对天线的影响

4.2.3晶体结构形状对大线的影响

4.3钻孔型交叉排列异质结构光子晶体微带天线设计

4.3.1天线结构

4.3.2仿真结果及数值分析

4.4本章小节

第五章嵌入式光子晶体环形边框微带天线设计

5.1钻孔型嵌入式光子晶体环形边框微带天线设计

5.1.1天线结构

5.1.2仿真结果及数值分析

5.2钻孔介质型嵌入式光子晶体微带天线设计

5.2.1天线结构

5.2.2仿真结果及数值分析

5.3本章小结

第六章总结与展望

参考文献

致 谢

攻读硕士学位期间发表的论文

展开▼

摘要

光子晶体(Photonic Crystals or Photonic Band-gap,PBG)是一种具有频率带隙的周期介电材料,自20世纪80年代末提出概念以来受到了广泛关注,并且在微波频段得到了迅速发展。其中对光子晶体微带天线的研究是近年来兴起的一个新的研究领域,目前已成为世界各国科研工作者的研究热点。
   本文分别研究了光子晶体与微带天线的相关理论和研究方法,在深入研究光子晶体结构所具有的独特性质基础上,通过理论分析与仿真相结合,分别设计了基底钻孔型交叉排列异质结构光子晶体微带天线和嵌入式光子晶体环形边框微带天线,仿真结果表明光子晶体结构的应用,明显改善了天线的回波损耗、方向性和增益等性能。
   主要研究工作和取得的成果如下:
   (1)设计了基底钻孔型交叉异质结构的光子晶体微带天线。采用时域有限差分法(FDTD方法)并结合PML吸收边界条件对该天线进行研究,发现由于光子晶体的禁带效应,可以抑制微带天线基底中传播的表面波,大幅度的反射天线基底中的电磁能量,使得该光子晶体天线比原普通微带天线的回波损耗减小了10dB,带宽增加约30M,增益提高11dB,较好地改善了天线的性能。
   (2)研究了一种新颖的钻孔型嵌入式光子晶体环形边框微带天线。分析了高阻抗表面型PBG和介质型PBG对该新型微带天线的内在影响机理,发现由于高阻表面型PBG的局域高阻特性和介质型PBG导致异质界面处发生畸变,使得表面电流流动受到阻止,电磁波局域模高度局域化,从而形成表面波带隙,电磁波能量在某一频率附近出现较高的增益,减小天线背向辐射,增大正向辐射,提高天线增益,从而改善了天线辐射效率。
   (3)将基底钻孔的介质型光子晶体结构应用在具有闭合条状边框接地板的微带天线中,发现基底钻孔型光子晶体微带天线(基底底面含矩形接地框)比普通的微带天线和基底钻孔型(基底无矩形接地框)光子晶体微带天线具有更小的反射系数,能大幅度地反射天线基底中的能量,使其拥有较高增益。该研究为微带天线与光子晶体的结合提出了一种新的思路和实现途径。

著录项

相似文献

  • 中文文献
  • 外文文献
  • 专利
代理获取

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号