新型高增益縫隙天線的研究與設(shè)計.pdf

1、表面等離子體激元(SPPs),是一種存在于金屬和介質(zhì)交界面的電磁波,SPPs可以將電磁場限制在金屬表面,從而產(chǎn)生強烈的場增強效果。近年來,SPPs的研究大多數(shù)集中在光學(xué)波段,然而SPPs的特性不僅適用于光波波段,在微波波段、毫米波波段以及太赫茲波段也能得到應(yīng)用,尤其SPPs的特性在天線方面的應(yīng)用研究更少見。
　　本文包括兩個部分,第一個部分著重研究SPPs的產(chǎn)生、激發(fā)以及新穎效應(yīng)。第二部分主要研究并設(shè)計兩類高增益天線,一類是采用引

2、向的方式來實現(xiàn)天線高增益,另一類是利用SPPs透射場增強的特性來實現(xiàn)天線高增益。
　　論文首先討論了在微波低頻段,SPPs在金屬表面的存在問題。在微波波段,由于金屬可以看成是完美金屬,此時只考慮一塊金屬平板,那么它不支持任何極化形式的表面等離子體,但是如果在金屬上刻一些結(jié)構(gòu),那么它就有可能支持表面等離子體激元。由于等離子共振頻率是由自由電子密度決定的,對于微波波段的電磁波,其頻率遠小于金屬等離子體頻率,這就限制了SPPs在微波波段

3、的應(yīng)用。但是可以通過一些適當(dāng)?shù)拇胧?調(diào)整電子的濃度來改變金屬的等離子頻率,使得等離子頻率為5-6GHz。其次,討論了SPPs的激發(fā)問題。研究發(fā)現(xiàn),電磁波的波矢與SPPs的波矢在水平方向是不匹配的,所以 SPPs不能被激發(fā)。為了激發(fā)SPPs,需要使電磁波的波矢和 SPPs的波矢在水平方向匹配。結(jié)果表明,實現(xiàn)波矢匹配的最典型的方法是利用介質(zhì)周期性的柵格結(jié)構(gòu)。
　　接著,論文對高增益定向天線進行了研究,著重研究設(shè)計了一款帶有一層縫隙引向