本文關(guān)鍵詞：基于人工表面等離子體的微波濾波器的研究

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【摘要】：表面等離子體激元(Surface Plasmon Polaritions,簡(jiǎn)稱SPPs)是沿著金屬與介質(zhì)的分界面?zhèn)鞑ザS波,存在于可見(jiàn)光或者紫外光區(qū)域,而人工表面等離子體激元(Spoof Surface Plasmon Polaritions,簡(jiǎn)稱Spoof SPPs)是光波段中表面等離子體激元在微波和太赫茲波段的一個(gè)重要拓展,它本質(zhì)上是一種被金屬表面周期性凹槽或者孔約束和傳播的表面電磁模式。由于Spoof SPPs的特性受金屬表面幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)的控制,因此可以設(shè)計(jì)金屬表面的幾何結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)Spoof SPPs對(duì)微波頻率的控制。本文在金屬表面設(shè)計(jì)了周期排列的槽結(jié)構(gòu),分析在此結(jié)構(gòu)下的Spoof SPPs的色散特性,得到Spoof SPPs與入射信號(hào)存在動(dòng)量不匹配的結(jié)論,因此設(shè)計(jì)了實(shí)現(xiàn)Spoof SPPs與入射波動(dòng)量匹配的方法,利用共面波導(dǎo)(CPW)饋電的方式,同時(shí)設(shè)計(jì)梯形槽和擴(kuò)口接地面,實(shí)現(xiàn)動(dòng)量匹配,激發(fā)Spoof SPPs,并使其沿著設(shè)計(jì)的金屬槽傳播�；诮饘俦砻婵讨芷陉嚵械牟劢Y(jié)構(gòu)時(shí)Spoof SPPs的色散特性的理論分析與研究,先后設(shè)計(jì)了4個(gè)基于人工表面等離子體激元的微波濾波器,主要成果如下:1、設(shè)計(jì)了基于人工表明等離子體激元的低通濾波器。器件的設(shè)計(jì)是在超薄金屬表面上刻周期陣列的槽結(jié)構(gòu),并結(jié)合馬赫增德?tīng)柛缮鎯x(MZI)結(jié)構(gòu),分析其濾波特性。MZI的干涉臂的夾角為60°,電磁波從輸入端輸入經(jīng)過(guò)分束器時(shí),將信號(hào)1:1分成兩路,并分別沿著上下兩條干涉臂繼續(xù)傳播,在輸出端經(jīng)過(guò)另一個(gè)分路器耦合為一路信號(hào)并輸出。通過(guò)對(duì)S曲線的分析,得到設(shè)計(jì)的低通濾波器的3dB帶寬從2.1GHz到10.7GHz,為8.6GHz,截止頻率為15GH,與金屬槽結(jié)構(gòu)的色散曲線的漸進(jìn)頻率吻合。2、將MZI結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn),改變其中一條干涉臂的長(zhǎng)度,使得信號(hào)分兩路傳播時(shí)所走路徑不同。由于電磁波傳播過(guò)程中路徑不同,使得在輸出端的合路器耦合時(shí)電磁波的相位不同,經(jīng)過(guò)MZI的相位差公式,理論計(jì)算干涉相消的頻率,并經(jīng)過(guò)仿真驗(yàn)證的到S曲線曲,經(jīng)驗(yàn)證,在通帶范圍內(nèi)出現(xiàn)兩個(gè)干涉相消的頻率為:8.65GHz和10.5GHz。設(shè)計(jì)了在低通濾波器中插入兩個(gè)陷波的新型低通濾波器。3、設(shè)計(jì)了基于人工表面等離子體激元的帶通濾波器。器件的設(shè)計(jì)是在超薄金屬表面刻兩個(gè)取向相反的金屬槽結(jié)構(gòu),使電磁波經(jīng)過(guò)耦合部分之后分成上下兩路信號(hào)進(jìn)行傳播。耦合部分,利用微波網(wǎng)絡(luò)分析的方法,將耦合部分當(dāng)做四端口網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析,利用對(duì)稱性,簡(jiǎn)化為二端口的網(wǎng)絡(luò)分析。分析耦合部分的耦合間距以及耦合單元個(gè)數(shù)對(duì)于帶通濾波器通帶范圍的影響,經(jīng)過(guò)仿真分析的到耦合間距為1mm以及耦合單元個(gè)數(shù)為4時(shí),帶寬最寬,為4.8GHz到8.5GHz,3.7GHz的帶寬。改變一條傳輸臂的長(zhǎng)度,使得兩路信號(hào)在輸出耦合部分時(shí)存在相位差,根據(jù)相位差公式,相消的頻率,經(jīng)過(guò)仿真模擬,進(jìn)一步驗(yàn)證,得到濾波器可以濾除5.8GHz和8.26GHz兩個(gè)頻率。設(shè)計(jì)了帶通濾波器在通帶范圍內(nèi)插入兩個(gè)陷波的新型帶通濾波器。
【關(guān)鍵詞】：表面等離子體激元 人工表面等離子體激元 微波頻率 濾波器
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)計(jì)量大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN713
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-8
• Abstract8-15
• 1 緒論15-27
• 1.1 研究背景與意義15-17
• 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀17-23
• 1.3 Spoof SPPs代表性新應(yīng)用23-24
• 1.4 論文的主要工作24-25
• 1.5 論文的章節(jié)安排25-27
• 2 Spoof SPP的基本理論與激發(fā)方式27-39
• 2.1 Spoof SPP的色散關(guān)系27-32
• 2.1.1 Spoof SPPs的波長(zhǎng)31
• 2.1.2 Spoof SPP的傳播距離31-32
• 2.1.3 Spoof SPP的趨膚深度32
• 2.2 Spoof SPP的激發(fā)方式32-36
• 2.2.1 棱鏡耦合法33-34
• 2.2.2 光柵耦合法34-35
• 2.2.3 波導(dǎo)結(jié)構(gòu)35-36
• 2.3 平面結(jié)構(gòu)等離子體波導(dǎo)及其組件36-37
• 2.4 本章小結(jié)37-39
• 3 基于人工表面等離子體低通波濾波器的設(shè)計(jì)與分析39-53
• 3.1 引言39-41
• 3.2 金屬槽結(jié)構(gòu)Spoof SPPs色散曲線圖41-46
• 3.3 基于馬赫曾德?tīng)柛缮鎯x低通濾波器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)46-48
• 3.4 低通濾波器的S參數(shù)48-49
• 3.5 帶有陷波功能低通濾波器的設(shè)計(jì)49-51
• 3.6 帶有陷波功能低通濾波器的S參數(shù)51-52
• 3.7 本章小結(jié)52-53
• 4 基于人工表面等離子體帶通濾波器的設(shè)計(jì)與分析53-63
• 4.1 引言53-55
• 4.2 基于人工表面等離子體帶通濾波器設(shè)計(jì)55-56
• 4.3 耦合部分理論分析56-60
• 4.4 帶有陷波功能的帶通濾波器的S參數(shù)60-61
• 4.5 本章小結(jié)61-63
• 5 總結(jié)與展望63-65
• 5.1 論文總結(jié)63
• 5.2 研究展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 作者簡(jiǎn)歷69

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1 喬雅;周思浩;;微波濾波器的設(shè)計(jì)方法[J];知識(shí)經(jīng)濟(jì);2014年04期

2 科卞;程控調(diào)諧微波濾波器[J];電子科技大學(xué)學(xué)報(bào);2000年02期

3 李勝先,吳須大,傅君眉;一種微波濾波器機(jī)輔調(diào)試的新方法[J];空間電子技術(shù);2004年02期

4 高峻;唐晉生;;微波濾波器的回顧與展望[J];電子元器件應(yīng)用;2005年11期

5 韓應(yīng)賓;趙永久;路宏敏;;微波濾波器的耦合矩陣診斷調(diào)試法[J];西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào);2008年04期

6 李寶平;吳巖;;微波濾波器諧波抑制方法研究[J];科技信息(學(xué)術(shù)研究);2008年24期

7 顧姚昊;;采用微波濾波器提高衛(wèi)星下行抗干擾能力[J];數(shù)字通信世界;2010年08期

8 崔博華;蘇樺;荊玉蘭;;微波濾波器的應(yīng)用與展望[J];科技傳播;2011年13期

9 譚小花;金寶龍;錢志芳;張榮君;;微波濾波器小型化技術(shù)研究[J];艦船電子對(duì)抗;2013年01期

10 陳忠嘉;微波濾波器的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];南京理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1986年01期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 韓應(yīng)賓;趙永久;;基于實(shí)測(cè)響應(yīng)的微波濾波器診斷調(diào)試方法[A];2007年全國(guó)微波毫米波會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];2007年

2 趙德松;高葆新;;微波濾波器的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)[A];1995年全國(guó)微波會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];1995年

3 王步冉;楊邦朝;蔣明;伍雋;;微波多層濾波器的設(shè)計(jì)研究[A];中國(guó)電子學(xué)會(huì)第十三屆電子元件學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2004年

4 張競(jìng)平;馮正和;;多導(dǎo)體傳輸線理論在設(shè)計(jì)微波濾波器中的應(yīng)用[A];1995年全國(guó)微波會(huì)議論文集（上冊(cè)）[C];1995年

5 孫嶺;梁昌洪;;微波有耗濾波器優(yōu)化設(shè)計(jì)[A];1995年全國(guó)微波會(huì)議論文集（上冊(cè)）[C];1995年

6 費(fèi)諾;胡效拍;;微波濾波器的計(jì)算機(jī)輔助分析和設(shè)計(jì)[A];1987年全國(guó)微波會(huì)議論文集（下）[C];1987年

7 李壯;甘仲民;;微波濾波器的不等波紋函數(shù)分析方法[A];1995年全國(guó)微波會(huì)議論文集（上冊(cè)）[C];1995年

8 張德鋒;趙永久;尹映輝;;交叉耦合微波濾波器預(yù)失真理論[A];2009年全國(guó)微波毫米波會(huì)議論文集（上冊(cè)）[C];2009年

9 王清源;張先榮;翟彥芬;王璽;陳立峰;高秀曉;趙元宏;王哲宇;;小型化微波濾波器技術(shù)[A];2009年全國(guó)微波毫米波會(huì)議論文集（上冊(cè)）[C];2009年

10 陳濤;方漢平;;微波濾波器腔間耦合系數(shù)的快速求解[A];中國(guó)電子學(xué)會(huì)第十五屆信息論學(xué)術(shù)年會(huì)暨第一屆全國(guó)網(wǎng)絡(luò)編碼學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下冊(cè)）[C];2008年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 徐開(kāi)達(dá);緊湊型微波濾波器和天線及其基于憶阻器的特性研究[D];電子科技大學(xué);2015年

2 趙全明;微波濾波器智能設(shè)計(jì)方法的研究[D];天津大學(xué);2007年

3 李剛;微波濾波器的綜合、仿真和計(jì)算機(jī)輔助調(diào)試研究[D];西安電子科技大學(xué);2009年

4 王學(xué)東;無(wú)線通信系統(tǒng)中的微波濾波器性能及小型化研究[D];上海大學(xué);2004年

5 吳邊;無(wú)線通信中微波濾波器的比較設(shè)計(jì)法與應(yīng)用研究[D];西安電子科技大學(xué);2008年

6 王磊;無(wú)線通信中平面微波濾波器的結(jié)構(gòu)與性能研究[D];西安電子科技大學(xué);2012年

7 張勝;微型平面微波濾波器的結(jié)構(gòu)與性能研究[D];上海大學(xué);2007年

8 周春霞;高性能微波濾波器的研究[D];南開(kāi)大學(xué);2012年

9 金濤斌;不同結(jié)構(gòu)DGS微波濾波器的傳輸特性研究[D];天津大學(xué);2011年

10 周明祺;高性能小型化平面微波濾波器研究[D];電子科技大學(xué);2010年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王嘉斌;基于CPW的微波濾波器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2016年

2 李沙;超窄帶帶通濾波器的研究[D];電子科技大學(xué);2016年

3 陳月冬;基于倒置變換器的柔性LCP共面波導(dǎo)微波濾波器的設(shè)計(jì)與研究[D];南京郵電大學(xué);2016年

4 曾令鵬;平面及多層微波濾波器的設(shè)計(jì)與研究[D];南京郵電大學(xué);2016年

5 陳靜;基于人工表面等離子體的微波濾波器的研究[D];中國(guó)計(jì)量大學(xué);2016年

6 吳微;微波濾波器綜合技術(shù)的研究[D];西安電子科技大學(xué);2008年

7 鄭清擴(kuò);抽頭式微波濾波器的分析與設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2006年

8 陳琦;微波濾波器綜合技術(shù)[D];西安電子科技大學(xué);2007年

9 彭杰;微波濾波器機(jī)輔設(shè)計(jì)與調(diào)試技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2010年

10 胡晗之;微波濾波器輔助設(shè)計(jì)研究與應(yīng)用[D];蘇州大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：973981