基于光子帶隙結(jié)構(gòu)的功分器的研究.pdf

1、光子帶隙(PhotonicBandgap簡稱PBG)結(jié)構(gòu)是一種具有帶阻特性、慢波特性、高等效特性阻抗特性的周期性微波結(jié)構(gòu)。缺陷接地結(jié)構(gòu)DGS(DefectedGroundStructure)是由PBG結(jié)構(gòu)發(fā)展而來的非周期性或周期單元很少的微波結(jié)構(gòu)，它與光子帶隙結(jié)構(gòu)一樣，能夠使得特定頻段內(nèi)的電磁波完全不能在其中傳輸，具有明顯的禁帶特性。自從80年代其概念被提出以來，已經(jīng)成為微波領(lǐng)域研究的熱門話題之一，它被廣泛地應(yīng)用于濾波器、功分器等微波電

2、路和天線設(shè)計中。 本文主要研究了PBG結(jié)構(gòu)在微帶電路中的應(yīng)用，將時域有限差分法用于光子晶體傳輸特性理論研究。分析了二維平面帶隙結(jié)構(gòu)特性，將平面帶隙結(jié)構(gòu)應(yīng)用于微帶功分器上，分別討論了在金屬接地板上刻蝕幾種不同尺寸的方形孔和圓形孔的PBG結(jié)構(gòu)的微帶功分器，對其進(jìn)行仿真計算。此外，本文還研究了一種新型的DGS結(jié)構(gòu)的Wilkinson功分器，是在金屬接地板上刻蝕非周期性的啞鈴形孔的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)與周期性的PBG結(jié)構(gòu)相比具有結(jié)構(gòu)簡單，電路

3、尺寸小，便于集成等優(yōu)點。 文中首先從理論方面對功分器的設(shè)計進(jìn)行分析，利用時域有限差分法(FDTD)對PBG及DGS結(jié)構(gòu)的功分器進(jìn)行計算和仿真，獲得時域波形，再通過傅立葉變換得到該結(jié)構(gòu)的頻率特性。研究了PBG及DGS結(jié)構(gòu)柵格的各種形狀和大小對頻率特性的影響，總結(jié)規(guī)律，提出了新的結(jié)構(gòu)。本文中的FDTD法使用了完全匹配層(PML)吸收邊界條件。然后利用高頻電磁仿真軟件ADS對設(shè)計參數(shù)進(jìn)行仿真和優(yōu)化，分析比較得到較好的結(jié)果。最后對設(shè)計的