基于縫隙耦合腔鏈異向傳輸線諧振器的研究.pdf

1、異向介質(zhì)是等效介電常數(shù)和等效磁導(dǎo)率同時(shí)為負(fù)數(shù)的人造介質(zhì)，是物理學(xué)和電磁學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)新興的研究熱點(diǎn)。異向介質(zhì)具有許多異于普通介質(zhì)的特殊性質(zhì)，如負(fù)折射率、逆多普勒效應(yīng)、逆切倫科夫輻射以及相速度與群速度的方向相反等等。目前，主要有兩種方式實(shí)現(xiàn)微波異向介質(zhì)：1.金屬棒(ROD)和開路諧振環(huán)(SRR)的陣列結(jié)構(gòu)；2.基于傳輸線的結(jié)構(gòu)。一維的異向介質(zhì)又被稱為異向傳輸線，異向傳輸線是異向介質(zhì)最可能被廣泛應(yīng)用的形式，現(xiàn)有被提出的異向介質(zhì)的應(yīng)用幾乎都以異

2、向傳輸線形式實(shí)現(xiàn)的。本論文分析了微波異向介質(zhì)所具有的一些特殊電磁特性，著重分析了實(shí)現(xiàn)異向介質(zhì)的兩種方法，在此基礎(chǔ)提出新的基于金屬波導(dǎo)的異向介質(zhì)傳輸線的結(jié)構(gòu)，并對異向介質(zhì)傳輸線的應(yīng)用做了一些探討。 本文根據(jù)經(jīng)典電磁理論和電路理論，通過嚴(yán)格數(shù)學(xué)推導(dǎo)建立電磁波在異向傳輸線中的傳輸機(jī)理；并根據(jù)這一傳輸機(jī)理提出可以實(shí)現(xiàn)“異向傳輸線結(jié)構(gòu)的傳輸線單元等效電路。通過在空間中加載金屬周期結(jié)構(gòu)等效出異向介質(zhì)的傳輸線單元等效電路，從而設(shè)計(jì)出可工作在較

3、高頻率、有較大功率容量、低損耗的異向介質(zhì)”，并通過仿真和試驗(yàn)證明結(jié)構(gòu)的合理性，最后給出這種異向介質(zhì)的設(shè)計(jì)方法。 首先對隙縫耦合腔鏈實(shí)現(xiàn)異向傳輸線進(jìn)行了研究，提出了一種新的異向傳輸線實(shí)現(xiàn)方法。利用場論方法和有限元法的本征模式仿真對結(jié)構(gòu)的色散特性進(jìn)行了分析，證明所提出的結(jié)構(gòu)存在左手通帶，可以看成異向傳輸線。利用有限元法的驅(qū)動(dòng)模式仿真對結(jié)構(gòu)中電磁波的傳播特性進(jìn)行了分析。 然后設(shè)計(jì)出一種新型的諧振腔，該諧振腔的諧振條件與普通諧振