检索结果-内蒙古大学图书馆

电子与信息学报 2001年第2期23卷 160-167页

作者：徐善驾贾冬炎中国科技大学电子工程与信息科学系合肥230027

该文从全磁场矢量泛函出发,讨论了一种54参量六面体边缘元的空间构造。这种高次三维边缘元方法不但有效地消除了伪解,而且具有很高的计算精度。用这种方法对导波结构三维不连续性散射问题的分析,证实了它的有效性和可靠性。与12参量六... 详细信息

该文从全磁场矢量泛函出发,讨论了一种54参量六面体边缘元的空间构造。这种高次三维边缘元方法不但有效地消除了伪解,而且具有很高的计算精度。用这种方法对导波结构三维不连续性散射问题的分析,证实了它的有效性和可靠性。与12参量六面体边缘元计算结果的比较表明:本文方法具有更高的精度和计算效率,是一种求解三维不连续性问题的高效数值方法,有着推广应用的实际价值。

关键词：导波结构三维不连续性高次边缘元矢量泛函

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导波结构缝隙耦合的严格分析

导波结构缝隙耦合的严格分析

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作者：李卫海中国科学技术大学

学位级别：博士

该文采用积分方程法结合并矢格林函数严格分析了这一缝隙耦合问题,定性定量地分析了这种混合集成电路结构的传输特性.论文首先通过积分方程法结合并矢格林函数推导了分析缝隙耦合问题的耦合积分方程,并给出该方程的矩量法求解过程以及... 详细信息

该文采用积分方程法结合并矢格林函数严格分析了这一缝隙耦合问题,定性定量地分析了这种混合集成电路结构的传输特性.论文首先通过积分方程法结合并矢格林函数推导了分析缝隙耦合问题的耦合积分方程,并给出该方程的矩量法求解过程以及各耦合参数的计算方法.之后,利用该方法求解了矩形波导间横向缝隙和纵向缝隙的耦合问题.该论文所采用方法的精确性和有效性被文献中其它方法得到的结果所证实.同时,文中也给出了缝隙宽度和金属壁厚度对耦合特性的影响.随后,论文通过分析NRD波导与立体电路混合集成电路的缝隙耦合问题,讨论了NRD波导的缝隙激励特性.在讨论并得到NRD波导缝隙激励特性的基础上,论文以微带线为例详细分析了平面电路与NRD波导混合集成电路的缝隙耦合问题.文中首先根据互易原理分析了微带线准静态近似条件下的缝隙不连续性,然后据此提出了用于分析微带线缝隙耦合问题的格林函数.其中,磁流源所激发的场由两部分组成:磁流源在导体平面上介质层中所激发的磁场;微带线导带上电流所激发的磁场,它可以近似为磁流源所激发的准TEM模的磁场.将此格林函数应用到微带线缝隙激励矩形波导的缝隙耦合问题中,数值计算结果与实验测量结果吻合得非常好.这证明该论文所提出的微带线格林函数是适用的,且精度较高.随后,文中给出了微带线通过横向及纵向缝隙激励NRD波导的数值结果.该文通过这种等效方法,将微带线导带上的电流表示为正向传输电流和反射电流之和,从而得到了微带线格林函数在终端截断情况下的修正结果.在论文最后,分析了完整的微带线—NRD波导—微带线结构的LSE模及LSM模不平衡变压器结构,并给出了数值计算结果.与实验测量结果相对比,两者的趋势一致.

关键词：导波结构缝隙耦合严格分析

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导波结构三维不连续性问题的三维边缘元分析

导波结构三维不连续性问题的三维边缘元分析

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作者：贾冬焱中国科学技术大学

学位级别：硕士

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导波结构散射和辐射特性的模匹配分析

导波结构散射和辐射特性的模匹配分析

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作者：王峰中国科学技术大学

学位级别：硕士

对导波结构散射及辐射特性的分析对于毫米波和光集成电路,及一大类导波天线的精确设计,有着重要意义.该文采用严格模匹配与多模网络理论结合的方法,分析了各种波导结构不连续性问题的散射及辐射特性.在处理开域问题时,作者将辐射问题转... 详细信息

对导波结构散射及辐射特性的分析对于毫米波和光集成电路,及一大类导波天线的精确设计,有着重要意义.该文采用严格模匹配与多模网络理论结合的方法,分析了各种波导结构不连续性问题的散射及辐射特性.在处理开域问题时,作者将辐射问题转化为传输问题来处理,避开了求解场源问题的困难,使分析过程得到很大简化.在第一章中,作者分析了E面分支定向耦合器的散射特性.在第二章和第三章中,作者分别讨论了E面及HH面平板锥角喇叭的反射和辐射特性,以及小角度圆锥喇叭的反射特性.在第四章中,对介质波导三维不连续性问题的散射特性作了研究.计算值与实验结果的比较,证实了该文方法的有效性.

关键词：导波结构散射辐射毫米波光集成电路

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新型太赫兹导波结构特性研究

新型太赫兹导波结构特性研究

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作者：王志辉电子科技大学

学位级别：博士

太赫兹波介于毫米波与红外线之间，具有与其它频段的电磁波不同的性质，这使它在雷达成像、材料分析以及大容量通讯等多个方面具有重大的科学价值和广阔的应用前景，是近年来科学研究的热点领域之一。在太赫兹科学的发展过程中，太赫兹... 详细信息

太赫兹波介于毫米波与红外线之间，具有与其它频段的电磁波不同的性质，这使它在雷达成像、材料分析以及大容量通讯等多个方面具有重大的科学价值和广阔的应用前景，是近年来科学研究的热点领域之一。在太赫兹科学的发展过程中，太赫兹传输线的研究是最不可或缺的一部分，是太赫兹频段开发和应用的基础。目前由于缺乏低损耗和低色散的导波结构，太赫兹技术的发展受到很大的限制，因此研究和开发高性能的新型太赫兹导波结构具有非常积极和重要的意义。本文的主要研究内容包含以下几个方面： 1、基于索末菲模型，分析了柱形G线以及锥形G线导波结构的太赫兹传输特性。推导了柱形G线导波结构的能量分布表达式，并分析了不同材料与结构参数对柱形G线在太赫兹频段的传输特性的影响。为了增强能量聚集特性，在柱形G线导波结构的基础上提出了锥形G线。利用数值积分的方法，推导了锥形G线导波结构的能量分布方程。通过求解传播模的特征值方程以及能流关系，分析了锥形G线在0.1-1THz频段的电场分布和能量束缚能力，结果表明锥形G线能够在太赫兹频段实现超强能量聚集特性。通过求解80-500K温度下波导主模的特征方程，获得了锥形G线导波结构在0.1-1THz频段的能量分布情况，结果显示该导波结构在低温下具有很好的传输特性。 2、利用具有不同折射率的介质之间存在电磁波反射的特性，在G线导波结构的基础上得到了介质管加载金属线导波结构。从亥姆霍兹方程出发，采用场匹配法推导了波导表面波模式的基本场方程。通过求解特征值方程，推导了波导的能量分布表达式，结果表明该导波结构在太赫兹频段具有比G线更低的传输损耗和色散，更强的场约束能力。理论计算了不同金属电导率模型对波导损耗分析结果的影响，结果表明经典弛豫效应模型能更准确的反映金属表面参数在太赫兹频段的变化。 3、为了获得更强的能量聚集特性，利用介质材料对电磁能量吸收能力的不同，在单层空芯介质管导波结构的基础上得到了一种双层空芯介质管导波结构，并建立了折射率模型。通过理论建模以及求解特征方程，研究了波导在太赫兹频段的传输特性。考虑不同的结构参数，分析了波导在太赫兹频段的色散变化情况，并利用太赫兹时域光谱系统对单层和双层空芯介质管的有效折射率及这两种导波结构之间的能量幅值比值随频率的变化情况进行了实验分析。实验结果与理论分析结果均显示双层空芯介质管具有比单层空芯介质管导波结构更强的能量聚集特性，并且随着频率的增加，波导的色散逐渐减弱。 4、利用介质板对电磁波的反射特性，在介质缝隙导波结构的基础上得到了一种屏蔽介质双缝隙导波结构。通过对波导横截面进行分区建模，采用场匹配法及黎曼和数值积分的方法推导了波导的能量分布方程，结果表明屏蔽介质双缝隙导波结构在太赫兹频段具有良好的传输特性。详细推导了波导在不同金属电导率模型下的传输损耗方程，并进行了偏差分析。本文对不同的金属线表面波导波结构、介质管导波结构以及平板介质导波结构在太赫兹频段的传输特性进行了详细的分析，并研究了金属电导率模型对波导传输损耗所产生的影响。

关键词：太赫兹导波结构能量聚集特性有效介电常数损耗偏差

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含一维非均匀介质的导波结构传输特性研究

含一维非均匀介质的导波结构传输特性研究

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作者：翁倩茹广东工业大学

学位级别：博士

为了满足当今及未来微波系统小型化的要求,导波结构作为微波系统中的实用器件,在小型化方面一直扮演极为重要的角色。纵观小型化导波结构的衍变过程和发展趋势,将一维非均匀介质和左右手混合介质引入导波结构会影响小型化导波结构的实现... 详细信息

为了满足当今及未来微波系统小型化的要求,导波结构作为微波系统中的实用器件,在小型化方面一直扮演极为重要的角色。纵观小型化导波结构的衍变过程和发展趋势,将一维非均匀介质和左右手混合介质引入导波结构会影响小型化导波结构的实现,而实现小型化导波结构的前提条件是掌握导波结构中电磁波的传输特性。为满足准确分析导波结构中电磁波传输特性的需求,本文运用Rayleigh-Ritz法,分析了含一维非均匀介质和含左右手混合介质的导波结构传输特性。本文的主要贡献和创新点归纳如下:(1)为了准确地分析含一维非均匀介质的导波结构传输特性,本文通过对导波结构电磁计算方法的梳理和研究发现,Rayleigh-Ritz法因其适用于分析几何形状简单而介质分布复杂的导波结构,在含一维非均匀介质的导波结构传输特性的研究中具有较高的应用价值。通过运用Rayleigh-Ritz法求解了一维非均匀介质填充矩形金属波导的传输特性,并与文献中的计算结果进行对比,说明了 Rayleigh-Ritz法在分析一维非均匀介质填充矩形金属波导传输特性时的准确性,为后续含径向非均匀介质的圆柱形金属波导和圆柱形介质波导传输特性的分析提供一种可行的解决方案。(2)本文运用Rayleigh-Ritz法求解了径向渐变介质填充圆柱形金属波导、多层均匀介质填充圆柱形金属波导和径向渐变介质内衬圆柱形金属波导等三类含径向非均匀介质的圆柱形金属波导传输特性,并与文献中其他电磁计算方法(包括解析法和矩阵法)的计算结果进行对比,验证了 Rayleigh-Ritz法在分析此类导波结构传输特性时的准确性。在上述计算结果的基础上,分析了径向非均匀介质的分布特性对圆柱形金属波导传输特性的影响。(3)本文运用Rayleigh-Ritz法求解了径向渐变圆柱形介质波导、径向分层圆柱形介质波导和含径向渐变介质的分层圆柱形介质波导等三类径向非均匀圆柱形介质波导的传输特性,与文献中其他电磁计算方法(包括解析法和矩阵法)的计算结果进行对比,验证了 Rayleigh-Ritz法在分析径向非均匀圆柱形介质波导传输特性时的准确性。在上述计算结果的基础上,分析了径向非均匀介质的分布特性对圆柱形介质波导传输特性的影响。(4)上述研究内容为含左右手混合介质的导波结构传输特性的分析提供了理论基础和技术支持,本文运用Rayleigh-Ritz法求解了左右手混合介质填充矩形金属波导的传输特性,分析了左右手混合介质填充矩形金属波导和右手介质填充矩形金属波导传输特性之间的差异,着重分析了左右手混合介质的一维非均匀性对矩形金属波导传输特性的影响。本文对左右手混合介质填充矩形金属波导传输特性的研究,为后续对含左右手混合介质的圆柱形金属波导和圆柱形介质波导传输特性的研究提供了可行性支持。

关键词：一维非均匀介质导波结构传输特性左手介质 Rayleigh-Ritz法

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左手微带导波结构及其应用研究

左手微带导波结构及其应用研究

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作者：张忠祥中国科学技术大学

学位级别：博士

最近几年来，一种被称为“左手材料”(left-handed materials，LHMs)的人工等效材料在国际固体物理、材料科学、光学和应用电磁学领域内开始获得愈来愈广泛的青睐，对其的研究正呈现迅速发展之势，而它的出现却是源于上世纪60年代前苏... 详细信息

最近几年来，一种被称为“左手材料”(left-handed materials，LHMs)的人工等效材料在国际固体物理、材料科学、光学和应用电磁学领域内开始获得愈来愈广泛的青睐，对其的研究正呈现迅速发展之势，而它的出现却是源于上世纪60年代前苏联科学家V. G. Vesalago的假想。物理学中，介电常数ε和磁导率μ是描述材料媒质中电磁场性质的最基本的两个物理量。在已知的物质世界中，对于电磁媒质而言，介电常数ε和磁导率μ都是正值，电场、磁场和波矢量三者构成右手关系，这样的物质被称为右手材料(right-handed materials，RHMs)，这种右手规则一直以来被认为是物质世界的常规，但这一常规却在上世纪60年代开始遭遇颠覆性的挑战。在1967年，前苏联物理学家V. G. Vesalago在前苏联一个学术刊物上发表了一篇论文，首次报道了他在理论研究中对物质电磁学性质的新发现，即：当ε和μ都为负值时，电场、磁场和波矢量之间构成左手关系。他称这种假想的物质为左手材料，同时指出，电磁波在左手材料中的行为与在右手材料中相反，比如逆多普勒效应(Reversed Doppler Effect)、逆斯涅尔折射效应(Reversed Snell Refraction)及逆Cerenkov辐射效应(Reversed Cerenkov Radiation)等等。这篇论文引起了一位英国人的关注，1968年被译成英文重新发表在另一个前苏联物理类学术刊物上。但几乎无人意识到，材料世界从此翻开新的一页。由于自然界中并没有左手材料的存在，左手材料的研究发展并不是一帆风顺的，尽管它有很多奇异的性质，但都只是停留在理论上，所以这一怪诞的假设并没有被人们所接受，直到上世纪末才开始出现一丝曙光： 1996年，英国皇家学院John Pendry等人指出可以用细金属导线阵列构造介电常数ε为负的人工媒质，1999年又指出可以用金属开口谐振环阵列构造磁导率μ为负的人工媒质。 2001年，美国加州大学圣地亚哥分校的David Smith等人在Science杂志上发表文章，沿用Pendry的方法，构造出了介电常数与磁导率同时为负的人工媒质，并通过实验观察到了微波频段的电磁波通过这种人工媒质与空气的交界面时发生的“负折射”现象。从此这类人工媒质的研究成为国际电磁学界一个引人注目的前沿领域，并引发了热烈的讨论。 2002年底，美国麻省理工学院孔金瓯教授从理论上证明了左手材料存在的合理性，并称这种人工介质可用来制造高指向性的天线、聚焦微波波束、实现“完美透镜”、用于电磁波隐身等等。左手材料的前景开始引发学术界、产业界尤其是军方的无限遐想。 2003年是左手材料研究获得多项突破的一年。美国西雅图Boeing PhantomWorks的C. Parazzoli与加拿大University of Toronto电机系的G. V. Eleftheriades所领导的两组研究人员在实验中直接观测到了负折射定律：Iowa State University的S. Foteinopoulou也发表了利用光子晶体做为介质的左手物质理论仿真结果；美国麻省理工学院的E. Cubukcu和K. Aydin在《自然》杂志发表文章，描述了电磁波在两维光子晶体中的负折射现象的实验结果。基于科学家们的多项发现，左手材料的研制赫然进入了美国《科学》杂志评出的2003年度全球十大科学进展，引起全球瞩目。由于前面利用金属细导线和开口谐振环阵列等效实现的左手材料，具有损耗大和左手频段窄等特点，很难在微波和毫米波系统中获得应用。2003年开始，美国Arthur A. Oliner、T. Itoh和加拿大George V. Eleftheriades教授利用对偶传输线模型等效实现了一维和两维结构的左手导波结构，证明了具有低损耗和宽频带的特性，为左手材料在微波和毫米波系统中的应用提供了可能，并给出了一些在微波领域中的应用，表现出一些左手材料独有的特性。同时，左手材料的显著特点是它的介电常数和磁导率都是负数，所以人们也称之为“双负介质(材料)(Double Negative Material, DNM)”，通常也被称为“负折射系数材料(Material with Negative Refractive Index, MNR)”，或简称“负材料”。本论文主要围绕着左手材料的人工等效实现和在微波及毫米波系统中的应用问题，在基于左手传输线电路模型的基础上，提出了新型左手传输线单元结构，该单元结构具有着结构简单紧凑、损耗低和左

关键词：左手传输线单元结构毫米波系统左手材料微带结构导波结构混合传输线方向图完美透镜宽带滤波器右手传输线平衡转换器右手材料

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一种研究包含铁氧体导波结构的新颖方法

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微波学报 1994年第4期10卷 29-35页

作者：郑国武陈晓明陈抗生浙江大学

本文从描述铁氧体介质特性的磁进动方程出发,提出了一种适合于研究包含铁氧体这一类色散介质传输结构的全波分析方法——改进的FD-TD方法.且针对均匀传输线色散特性的分析结出了相应的改进的二维FD-TD方法,以分析包含铁氧体的矩形波导... 详细信息

本文从描述铁氧体介质特性的磁进动方程出发,提出了一种适合于研究包含铁氧体这一类色散介质传输结构的全波分析方法——改进的FD-TD方法.且针对均匀传输线色散特性的分析结出了相应的改进的二维FD-TD方法,以分析包含铁氧体的矩形波导威力为例证明了这一算法的可靠性.最后利用这一算法计算了包含铁氧体介质均匀微带线的色散特性.

关键词：铁氧体导波结构色散介质

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一种用于研究圆柱形导波结构的时域分析方法

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微波学报 1993年第2期9卷 12-17页

作者：郑国武王湖庄陈抗生浙江大学

本文利用拱形作为差分网格基本单元提出了一种适合于研究圆柱形导波结构色散特性的全波分析方法——柱面坐标中的二维时域有限差分法(CC—FD—TD方法)。文中较为详细的讨论了基本原理,并以分析同轴线为例证实了这一方法的可靠性。最后... 详细信息

本文利用拱形作为差分网格基本单元提出了一种适合于研究圆柱形导波结构色散特性的全波分析方法——柱面坐标中的二维时域有限差分法(CC—FD—TD方法)。文中较为详细的讨论了基本原理,并以分析同轴线为例证实了这一方法的可靠性。最后利用这一数值方法研究了不同导带宽度的微带线的色散特性。

关键词：微带线圆柱形导波结构时域分析

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微波毫米波导波结构不连续性问题研究

微波毫米波导波结构不连续性问题研究

引用

作者：马萌萌东南大学

学位级别：硕士

导波结构的不连续性问题的一直是微波、毫米波技术研究的重要内容。随着频率的提高因不连续性引起的反射、辐射，对系统性能影响越来越严重。因此对导波结构不连续性问题的研究具有越来越重要的意义。本论文对以下几种不同实现形式的微... 详细信息

导波结构的不连续性问题的一直是微波、毫米波技术研究的重要内容。随着频率的提高因不连续性引起的反射、辐射，对系统性能影响越来越严重。因此对导波结构不连续性问题的研究具有越来越重要的意义。本论文对以下几种不同实现形式的微波毫米波导波结构不连续性转换进行了分析和设计仿真。\n 采用阶梯阻抗变换及波导不连续性组合的方式设计了Ka、K波段垂直式和后馈式同轴/波导转换结构。这两种结构在Ka、K波段内都实现了很好的性能。垂直式同轴/波导转换器在Ka全频带内驻波比小于1.16，后馈式同轴/波导转换在Ka、K波段内实现驻波比全频段小于1.25，在其90％频段范围内驻波小于1.15的性能。\n 采用同轴探针阻抗变换的形式设计了Ka波段同轴探针型波导/微带转换结构，在35-40GHz范围内反射损耗小于-20dB。设计了W波段耦合探针型波导/微带转换结构，在88GHz到101GHz范围内反射损耗小于-20dB。设计了改进型波导/微带转换结构。\n 分析了金丝互连模型，对影响金丝互连性能的主要参数进行了微波特性分析。分析了微带-过孔-微带及微带-过孔-带状线两种形式的垂直过孔模型，对影响垂直过孔的基本参数进行了微波特性的分析，并通过优化接地通孔的设置，有效的抑制了谐振，改善了多层微波传输线的性能。分析了垂直式和后馈式两种常用的同轴/微带转换结构。分析了同轴/带状线转换过渡结构。

关键词：导波结构不连续性转换微波技术毫米波技术

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