電磁帶隙和缺陷地結(jié)構(gòu)在微帶線中的應用研究.pdf

1、近年來，移動通信與個人通信業(yè)務進入到了一個飛速發(fā)展的時期。小型化和高性能的微波電路是下一代無線通信系統(tǒng)的關鍵技術之一，電磁帶隙結(jié)構(gòu)和缺陷地結(jié)構(gòu)的提出及其在微波、毫米波領域的應用，為系統(tǒng)的小型化和高可靠性提供了新的途徑。同時，隨著電子計算機的蓬勃發(fā)展，時域有限差分法(FDTD)正成為分析這類電磁問題的強有力工具。本文的主要工作是根據(jù)電磁帶隙結(jié)構(gòu)和缺陷地結(jié)構(gòu)的特點，提出了幾種實用的新型小型化帶阻和帶通濾波器，并用FDTD法對一種平行結(jié)構(gòu)的E

2、BG微帶線做了分析和研究。本文主要包括以下內(nèi)容： 第二章對光子晶體作了簡單的介紹，并對光子晶體的制備技術、理論研究方法以及光子晶體(電磁帶隙結(jié)構(gòu))在光學方面和微波領域的應用作了綜述。 第三章分析了國內(nèi)外EBG結(jié)構(gòu)微帶線的研究情況，在此基礎上，設計出了五種EBG結(jié)構(gòu)微帶線，它們分別是：(1)一種在導帶兩邊分別刻蝕不同周期的方形形成的EBG結(jié)構(gòu)微帶線，該EBG微帶線通帶中的波紋較小，可以不用級聯(lián)的方法就可獲得較寬的阻帶和較窄

3、的通帶，阻帶的-3dB帶寬是70％，通帶的-3dB帶寬只有15％，阻帶和通帶的寬度可以根據(jù)我們的需要進行設計，而且此EBG微帶線不存在封裝的問題。(2)兩個在金屬導帶和金屬接地板上同時刻蝕周期性的結(jié)構(gòu)形成的EBG微帶線。該EBG微帶線可以不用級聯(lián)的方法就可獲得較寬的阻帶和較窄的通帶，且阻帶較深，較好的EBG微帶線的-3dB通帶寬度只有8％，-3dB阻帶的帶寬是81％，阻帶和通帶的寬度也可以根據(jù)我們的需要設計。(3)兩個在金屬導帶邊緣刻蝕

4、周期的結(jié)構(gòu)形成的EBG微帶線，該EBG微帶線阻帶的深度、寬度和通帶部分的波紋較為理想，而且此EBG微帶線不存在封裝的問題。并對其中的一種EBG結(jié)構(gòu)微帶線，用微波雙端口網(wǎng)絡理論從理論上進行了分析。 上面提到的幾種EBG微帶線都比標準微帶線的電路面積要小，便于微波電路的集成。 第四章設計出了兩種缺陷地結(jié)構(gòu)(DGS)微帶線，一種DGS單元的方形缺陷尺寸按比例改變的非均勻DGS微帶線，該DGS微帶線的單元是非周期的，可以獲得通帶

5、和較寬的阻帶。另一種是具有寬阻帶的非均勻DGS單元微帶線，由于在選擇周期單元的間隔時，合理的考慮了布拉格散射，所以在獲得較寬和較深的阻帶的同時，阻帶上沿通帶部分的波紋也較小。 第五章簡述了時域有限差分(FDTD)方法的基本原理，數(shù)值穩(wěn)定性，數(shù)值色散及兩種吸收邊界條件——Mur吸收邊界條件和完全匹配層(PML)。跟其它幾種數(shù)值方法相比，該方法有幾個優(yōu)點，如：容易理解，容易實現(xiàn)，需要計算機的內(nèi)存較少等。對幾種電磁學計算方法進行了比較