微帶線漏波的利用與抑制.pdf

1、微帶線是目前混合微波集成電路和單片微波集成電路中使用最多的一種平面型傳輸線。電磁波沿微帶線軸線一邊傳播一邊不斷地向空間輻射能量而產(chǎn)生漏波。這種漏波在某些情況下是有害的，因?yàn)樗鼘⒃斐上到y(tǒng)各部分間的干擾而使系統(tǒng)總體性能下降；但在另一些場合下則是有用的，譬如各種形式的微帶線漏波天線和應(yīng)用漏波來實(shí)現(xiàn)檢測和定位的雷達(dá)系統(tǒng)等等。本論文圍繞微帶線漏波的利用與抑制問題，系統(tǒng)的分析了微帶線漏波的物理機(jī)制和工作原理，科學(xué)的提出了利用微帶線高次模泄漏構(gòu)成漏波

2、天線，以及抑制微帶線高次模泄漏的方法。 論文首先簡要介紹了微帶線漏波的物理機(jī)制。然后，采用一種基于模匹配過程的橫向散射矩陣方法，系統(tǒng)分析了微帶導(dǎo)波結(jié)構(gòu)的特征值問題。該方法不僅適用于微帶線，同樣也適用于一大類波導(dǎo)和傳輸線結(jié)構(gòu)。該方法的有效性和精確性已被文獻(xiàn)中用其他方法得到的結(jié)果所證實(shí)。 隨后，論文對(duì)微帶線的漏波現(xiàn)象進(jìn)行了深入的研究。微帶線泄漏一般分為表面波形式和空間波形式兩類，其中微帶線高次模泄漏一般以空間波的形式發(fā)生。論

3、文首先分析了幾種常見微帶線第一高次模的漏波特性，求出不同參數(shù)下微帶線漏波的輻射特性，重點(diǎn)研究輻射區(qū)中天線區(qū)內(nèi)的漏波現(xiàn)象。然后，基于對(duì)這些不同結(jié)構(gòu)微帶線漏波特性的理解，提出了一種新型多層介質(zhì)懸置微帶線結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)不僅可以確保天線工作在效率較高的天線模區(qū)，而且它的泄漏常數(shù)在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)隨頻率都能平坦地變化。這個(gè)特性保證了天線在頻率掃描時(shí)可以保持一個(gè)穩(wěn)定的不畸變的輻射方向圖。 與漏波利用相對(duì)應(yīng)的就是漏波抑制問題。目前，人們對(duì)于抑制微

4、帶線主模泄漏方法的研究相對(duì)成熟；然而，對(duì)于微帶線高次模泄漏的抑制，則沒有什么簡單而有效的方法。這主要是由于微帶線主模泄漏與高次模泄漏的物理機(jī)制不同而造成的。微帶線高次模的空間波泄漏幾乎很難被完全抑制掉；但是，我們可以想辦法在所需要的頻段內(nèi)減小泄漏。文中提出一種在微帶線表層導(dǎo)體帶下增加一條導(dǎo)體帶的方法來抑制漏波。結(jié)果表明，這種結(jié)構(gòu)可以在所需要的頻段內(nèi)明顯地減小微帶線第一高次模的泄漏常數(shù)。 左手材料是目前國際電磁學(xué)界研究的前沿和熱點(diǎn)

5、。與傳統(tǒng)的右手材料相比，左手材料表現(xiàn)出一些迥異的電磁特性。論文從分析漏波在左手介質(zhì)中發(fā)生的負(fù)折射現(xiàn)象入手，從理論上證明了當(dāng)單層微帶線介質(zhì)基片是用各向同性均勻無損的左手材料構(gòu)成時(shí)，則不會(huì)引起高次模泄漏。但當(dāng)其和右手材料結(jié)合起來構(gòu)成DNG/DPS雙層基片時(shí)，左手材料的頻變特性則會(huì)對(duì)微帶線的漏波特性產(chǎn)生顯著的影響。此外，還從理論上證明了當(dāng)單層微帶線介質(zhì)基片是用各向同性的有損左手介質(zhì)構(gòu)成時(shí)，則會(huì)引起高次模泄漏；同時(shí)推導(dǎo)出了產(chǎn)生泄漏時(shí)介質(zhì)損耗與泄