左手介质导波结构不连续性问题的研究

论文摘要

介质导波结构不连续性问题广泛地存在于各种毫米波和光波集成电路器件和系统中,向来是电磁场工程中最重要的实际问题之一。对各种介质导波结构散射和辐射特性的研究直接和该问题相关,而介质波导器件和系统的设计和最优化又往往以这些特性的精确求解为基础。近年来左手介质波导的出现和迅猛发展为毫米波和光波集成电路提供了新的发展空间,利用左手介质独特的电磁特性可以构造大量的新型器件和系统。在这样的背景下,本论文致力于系统地研究左手介质导波结构中各种不连续性问题的散射和辐射特性,揭示其反常色散特性、后向辐射特性、消失波放大效应以及抑制模式转换效应等迥异于传统情形的新电磁现象,阐明这些新特性和新现象背后的物理本质。并科学地利用这些新颖的电磁特性提出多种性能优异的由左手介质波导不连续性构造的器件,主要包括左手介质表面波天线、定向耦合器、漏波天线等。采用一种严格模匹配和多模网络相结合的电磁场工程化方法对这些新型器件进行精确且高效的分析。本论文的研究对新型毫米波和光波集成电路元器件的精确设计和优化具有重要的理论指导价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 左手介质发展历史和现状
• 1.3 左手介质导波结构不连续性问题
• 1.3.1 介质波导不连续结构和左手介质波导不连续性问题
• 1.3.2 介质导波结构不连续性问题的分析方法
• 1.4 本论文的主要工作和创新点
• 参考文献
• 第2章 以消失表面波为工作模式的左手介质波导
• 2.1 引言
• 2.2 左手平板波导中的消失表面波
• 2.2.1 横向谐振技术
• 2.2.2 普通表面波和消失表面波
• 2.2.3 消失表面波的左手性和单模工作区
• 2.3 消失表面波模单模工作的左手介质平板波导阶梯
• 2.3.1 介质平板波导阶梯的散射和辐射特性分析
• 2.3.2 消失表面波模单模工作的左手介质平板波导阶梯的散射和辐射特性
• 2.4 消失表面波模单模工作的左手介质平板表面波天线
• 2.4.1 介质平板表面波天线的散射和辐射特性分析
• 2.4.2 消失表面波模单模工作的左手介质平板表面波天线散射和辐射特性
• 2.5 左手介质圆波导中的消失表面波
• 2.5.1 横向谐振技术
• 2.5.2 普通表面波和消失表面波
• 2.5.3 消失表面波的左手性和单模工作区
• 参考文献
• 第3章 新型左手介质波导耦合结构
• 3.1 引言
• 3.2 加载左手介质条带的平板介质波导定向耦合器
• 3.2.1 新型定向耦合器散射和耦合特性理论分析
• 3.2.2 新型定向耦合器的散射和耦合特性
• 3.3 无模式转换损耗的左手NRD波导定向耦合器
• 3.3.1 抑制模式转换损耗的左手NRD波导
• 3.3.2 左手NRD波导定向耦合器散射和耦合特性理论分析
• 3.3.3 新型左手NRD波导定向耦合器的散射和耦合特性
• 参考文献
• 第4章 新型左手介质漏波天线
• 4.1 引言
• 4.2 纵向均匀漏波天线辐射特性与传播常数β和泄漏常数α的关系
• 4.3 左手介质加载的混合波导漏波天线
• 4.3.1 混合波导漏波天线的理论分析
• 4.3.2 左手介质加载的混合波导的反常色散
• 4.3.3 左手介质加载混合波导漏波天线的辐射特性
• 4.3.4 结构参数对天线辐射特性的影响
• 参考文献
• 第5章 新型宽带介质波导耦合结构设计
• 5.1 引言
• 5.2 Ⅱ型介质波导宽带定向耦合器
• 5.2.1 Ⅱ型介质波导定向耦合器的严格分析
• 5.2.2 一种Ⅱ型介质波导3分贝宽带定向耦合器
• 5.3 左右手混合介质波导宽带耦合结构
• 5.3.1 右手和左手介质耦合结构的工作带宽考察
• 5.3.2 展宽带宽的左右手混合介质波导耦合结构
• 参考文献
• 结束语
• 攻读学位期间取得的科研成果
• 致谢