【摘要】：在通信系統(tǒng)中,濾波器可以傳輸期望的目標(biāo)信號以及抑制不想要信號的傳輸。濾波器可以保證各個通信系統(tǒng)之間的頻譜不會產(chǎn)生相互干擾,從而有助于提高通信系統(tǒng)的性能。超材料是一種新型的人工復(fù)合材料,通過控制超材料的幾何參數(shù)與電磁參數(shù),我們可以調(diào)控電磁波的傳播。超材料的研究發(fā)展為新型微波濾波器的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。本文第一步主要研究了基于Mie諧振的寬帶介質(zhì)超材料濾波器。首先,我們設(shè)計了基于Mie諧振的介質(zhì)超材料濾波器,詳細(xì)說明了如何利用CST軟件對濾波器進(jìn)行建模仿真,系統(tǒng)分析了結(jié)構(gòu)參數(shù)對濾波器性能的影響,并闡述了介質(zhì)超材料在濾波器中心頻率處的諧振模式。然后,我們制備了所設(shè)計的寬帶濾波器并進(jìn)行了性能測試。實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果表明,該濾波器的中心頻率約為7.4 GHz,-10 dB相對帶寬約為40%。此外,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果證實(shí)了所設(shè)計的寬帶濾波器具有良好的寬帶響應(yīng)。進(jìn)一步地,我們又研究了基于Mie諧振的介質(zhì)超材料溫度可調(diào)濾波器,CaTiO3介質(zhì)陶瓷的介電常數(shù)隨溫度的升高而降低,這在所提出的濾波器中起著關(guān)鍵作用。模擬結(jié)果表明該溫度可調(diào)濾波器在2-12 GHz頻率范圍內(nèi)具有兩個阻帶,且隨著介電常數(shù)的減小,兩個阻帶的中心頻率均增大。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,隨著溫度從21.7℃上升至74.3℃,該濾波器的第一諧振頻率從4.41 GHz增加到5.08 GHz,同時,第二諧振頻率從10.53 GHz增加到10.77 GHz。對于第一諧振頻率,濾波器的可調(diào)性(F/T)為12.74 MHz/℃;對于第二諧振頻率,F/T值是4.56 MHz/℃。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果的對比分析,我們認(rèn)為所提出的濾波器具有溫度可調(diào)濾波特性。
【圖文】：

逑斗篷內(nèi)［４４］。２００８年清華大學(xué)的周濟(jì)課題組基于Ｍｉｅ諧振原理設(shè)計ＢＳＴ－ＭｇＯ電介質(zhì)逡逑復(fù)合材料，，結(jié)構(gòu)如圖１－１所示，該結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了在較小的溫度變化范圍內(nèi)負(fù)磁導(dǎo)率連續(xù)逡逑可逆地調(diào)節(jié)［４５］。２０１０年，東南大學(xué)的崔鐵軍課題組通過互補(bǔ)雙環(huán)諧振器結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)逡逑平面超材料，并通過仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比論證了左手傳輸峰的產(chǎn)生是基于共振頻率附逡逑近負(fù)的有效介電常數(shù)和負(fù)的磁導(dǎo)率［４６］。逡逑ｆ．，邋，叫二—逡逑＝？邋■．邋一邋．…｜邋．邋Ｗ邋．律逡逑：卜八邋ｖ邐Ｘ－２０－邐…邐／邋Ｊ．逡逑ＥＭ邋ｗａｖｅ邋＇邋＇邋９邋：’丨邋Ｏ邋＊？：邋：邋？．邐ｃ／Ｔ邐一邐￣￣■邋—？」」二——邐Ｉ逡逑ｆ邋＞邋？邋？邋ｆ邋；邋？邐Ｉ逡逑ｃｅｒａｍｉｅ＾＾；邋巧邋Ｑ邋Ｏ邋Ｏ邋Ｃ邐ＩＩ逡逑ｃｕｂｅ邐m钘

本文編號：2620616