电磁带隙和缺陷地结构在微带线中的应用研究

论文题目: 电磁带隙和缺陷地结构在微带线中的应用研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 无线电物理

作者: 张友俊

导师: 李英

关键词: 电磁带隙结构,缺陷地结构,微带线,带阻滤波器,带通滤波器,时域有限差分法

文献来源: 上海大学

发表年度: 2005

论文摘要: 近年来，移动通信与个人通信业务进入到了一个飞速发展的时期。小型化和高性能的微波电路是下一代无线通信系统的关键技术之一，电磁带隙结构和缺陷地结构的提出及其在微波、毫米波领域的应用，为系统的小型化和高可靠性提供了新的途径。同时，随着电子计算机的蓬勃发展，时域有限差分法(FDTD)正成为分析这类电磁问题的强有力工具。本文的主要工作是根据电磁带隙结构和缺陷地结构的特点，提出了几种实用的新型小型化带阻和带通滤波器，并用FDTD法对一种平行结构的EBG微带线做了分析和研究。本文主要包括以下内容：第二章对光子晶体作了简单的介绍，并对光子晶体的制备技术、理论研究方法以及光子晶体(电磁带隙结构)在光学方面和微波领域的应用作了综述。第三章分析了国内外EBG结构微带线的研究情况，在此基础上，设计出了五种EBG结构微带线，它们分别是：(1)一种在导带两边分别刻蚀不同周期的方形形成的EBG结构微带线，该EBG微带线通带中的波纹较小，可以不用级联的方法就可获得较宽的阻带和较窄的通带，阻带的-3dB带宽是70％，通带的-3dB带宽只有15％，阻带和通带的宽度可以根据我们的需要进行设计，而且此EBG微带线不存在封装的问题。(2)两个在金属导带和金属接地板上同时刻蚀周期性的结构形成的EBG微带线。该EBG微带线可以不用级联的方法就可获得较宽的阻带和较窄的通带，且阻带较深，较好的EBG微带线的-3dB通带宽度只有8％，-3dB阻带的带宽是81％，阻带和通带的宽度也可以根据我们的需要设计。(3)两个在金属导带边缘刻蚀周期的结构形成的EBG微带线，该EBG微带线阻带的深度、宽度和通带部分的波纹较为理想，而且此EBG微带线不存在封装的问题。并对其中的一种EBG结构微带线，用微波双端口网络理论从理论上进行了分析。上面提到的几种EBG微带线都比标准微带线的电路面积要小，便于微波电路的集成。第四章设计出了两种缺陷地结构(DGS)微带线，一种DGS单元的方形缺陷尺寸按比例改变的非均匀DGS微带线，该DGS微带线的单元是非周期的，可以获得通带和较宽的阻带。另一种是具有宽阻带的非均匀DGS单元微带线，由于在选择周期单元的间隔时，合理的考虑了布拉格散射，所以在获得较宽和较深的阻带的同时，阻

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1 引言

1.2 国内外的研究现状

1.2.1 电磁带隙结构在微带线方面的应用

1.2.2 缺陷地结构(DGS)微波电路

1.2.3 国内的研究现状

1.3 论文的主要研究内容和安排

参考文献

第二章光子晶体及其应用

2.1 引言

2.2 光子晶体

2.2.1 光子晶体简介

2.2.2 三维光子晶体的制备技术

2.2.3 光子晶体的理论研究方法

2.3 光子晶体的特性及在光学方面的应用

2.4 EBG结构在微波波段的应用

2.4.1 EBG结构的实现

2.4.2 EBG结构在微波领域的应用

2.5 小结

参考文献

第三章电磁带隙结构微带线

3.1 引言

3.2 平行EBG微带线

3.3 双边EBG微带线

3.4 在导带边缘刻蚀周期结构形成的EBG微带线

3.5 小结

参考文献

第四章缺陷地结构微带线

4.1 引言

4.2 DGS结构简介及其等效电路

4.3 1-D非周期缺陷地结构微带线

4.4 宽阻带缺陷地结构微带线

4.5 小结

参考文献

第五章 FDTD方法在EBG微带线中的应用

5.1 引言

5.2 时域有限差分法基本理论

5.2.1 Maxwell差分方程的建立

5.2.2 FDTD数值稳定性和数值色散

5.2.3 吸收边界条件

5.3 几种电磁学计算方法间的比较和进展

5.4 平行EBG微带线的FDTD计算

4.5 小结

参考文献

第六章总结与展望

作者在攻读博士学位期间发表和录用的论文

作者在攻读博士学位期间所作的项目

致谢

发布时间: 2006-12-12

参考文献

[1].微带线漏波的利用与抑制[D]. 周恩.中国科学技术大学2006
[2].非均匀传输线场路特性研究[D]. 张卉.北京交通大学2008

电磁带隙和缺陷地结构在微带线中的应用研究

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