本文關(guān)鍵詞： 左手材料 周期性 電磁諧振 電磁帶隙 慢波結(jié)構(gòu)　出處：《南京郵電大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：近年來,左手材料與周期性電磁諧振材料逐漸成為射頻微波的研究熱點之一。國內(nèi)外的科研工作者對它的重視程度越來越高。這些結(jié)構(gòu)擁有一些特殊的電磁特性,利用這些特殊的結(jié)構(gòu)特性,可以設(shè)計與優(yōu)化很多射頻微波器件。本文主要研究了以多開口方形諧振環(huán)構(gòu)成的左手材料作為覆層的微帶天線,以及利用共面緊湊型(UC-PBG)結(jié)構(gòu)和交指結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成的超寬帶濾波器。本文首先介紹了左手材料中的特殊現(xiàn)象,負(fù)折射現(xiàn)象,逆多普勒效應(yīng),完美透鏡效應(yīng),并且講述了利用S參數(shù)提取等效介電常數(shù)和磁導(dǎo)率常數(shù)。利用設(shè)計好的新型多開口方形諧振環(huán)緊密排布在微帶天線四周,提高天線的方向性與增益。與此同時,利用底面蝕刻圓孔結(jié)構(gòu)抑制天線的表面波,進(jìn)一步優(yōu)化天線,提高天線的性能。利用電磁仿真軟件比較新型微帶天線和普通微帶天線的性能,增益提高3.4d B,半功率張角減小了24 deg。加工實物進(jìn)行實物測試,測試結(jié)果與仿真結(jié)果吻合得不錯。周期性電磁諧振材料具有高頻阻斷特性,利用緊縮型(UC-PBG)結(jié)構(gòu)作為微帶底板,能夠?qū)崿F(xiàn)濾波器的高頻零點。本文設(shè)計的新型超寬帶帶通濾波器結(jié)合交指耦合與UC-PBG陣列結(jié)構(gòu),實現(xiàn)3d B帶寬5.6GHz,FBW=140%,比傳統(tǒng)周期結(jié)構(gòu)濾波器的帶寬寬很多,濾波器的帶內(nèi)帶外性能良好。與此同時利用地面蝕刻圓孔技術(shù)進(jìn)一步改善濾波器的性能,優(yōu)化濾波器的帶內(nèi)帶外性能,配合耦合調(diào)節(jié)枝節(jié)濾波器工作地更加穩(wěn)定。加工實物進(jìn)行實驗測量,測試結(jié)果與仿真結(jié)果吻合的不錯。同時,本文仿真了新型超寬帶低通濾波器,利用微帶直通和UC-PBG陣列結(jié)構(gòu)配合耦合調(diào)節(jié)枝節(jié),濾波器的帶內(nèi)帶外性能良好,帶寬較寬。本文還設(shè)計了新型周期結(jié)構(gòu)超寬帶濾波器性能優(yōu)越,實現(xiàn)3d B帶寬5.4GHz,FBW=106%,其中包含魚骨型慢波結(jié)構(gòu)與底面蝕刻周期漸變方孔。利用底面蝕刻漸變方孔以及魚骨型慢波結(jié)構(gòu)抑制表面波,同時加強上表面交指耦合強度,濾波器的整體性能,抗干擾能力,Q值均有很好的改善。通過實驗驗證,測試結(jié)果與仿真結(jié)構(gòu)吻合的不錯。
[Abstract]:In recent years, left-handed materials and periodic electromagnetic resonance materials have gradually become one of the hotspots in RF microwave research. Researchers at home and abroad pay more and more attention to it. These structures have some special electromagnetic properties. Using these special structural characteristics, many RF microwave devices can be designed and optimized. In this paper, the special phenomena, negative refraction, inverse Doppler effect and perfect lens effect in left-handed materials are introduced. It also describes how to extract the equivalent permittivity and permeability constant by using the S parameter. The new multi-opening square resonant ring is arranged around the microstrip antenna to improve the directivity and gain of the microstrip antenna, and at the same time, a new type of square resonant ring is designed to improve the directivity and gain of the microstrip antenna. In order to further optimize the antenna and improve the performance of the antenna, the surface wave of the antenna is suppressed by etching the circular hole structure on the bottom. The performance of the new type microstrip antenna and the ordinary microstrip antenna is compared by using the electromagnetic simulation software. The gain is increased by 3.4 dB, and the half power angle is reduced by 24 deg. the physical test results are in good agreement with the simulation results. The periodic electromagnetic resonance material has the characteristics of high frequency blocking, and uses the compact UC-PBG structure as the microstrip substrate. The new UWB bandpass filter designed in this paper combines interDigital coupling with UC-PBG array structure to realize the 3D B bandwidth of 5.6 GHz FBWN 140, which is much wider than the traditional periodic filter. At the same time, the in-band and out-of-band performance of the filter is optimized by using the ground etched circular hole technique to further improve the performance of the filter. The experimental results are in good agreement with the simulation results. At the same time, a new UWB low-pass filter is simulated in this paper. By using microstrip pass-through and UC-PBG array structure with coupling adjusting branch, the filter has good in-band and out-of-band performance and wide bandwidth. A novel periodic ultrawideband filter is designed in this paper. The 3D B bandwidth of 5.4GHz / FBW / 106 is realized, which includes the fishbone slow wave structure and the bottom etching period gradually changing square hole. The surface wave is suppressed by the bottom etching gradually changing square hole and the fish bone slow wave structure, and the coupling strength of the upper surface intersecting finger is strengthened at the same time. The overall performance of the filter and the anti-jamming ability of the filter are all improved. The experimental results show that the test results are in good agreement with the simulation structure.
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN822;TN713

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本文編號：1524852