文档介绍：西安电子科技大学
硕士学位论文
PBG结构在微波电路中应用的研究
姓名:王彤
申请学位级别:硕士
专业:电磁场与微波技术
指导教师:史小卫
20050101
摘要光子晶体的概念最初是在光学领域中提出,随着对光子晶体研究的不断深入,现在已经应用到微波和毫米波领域,峁乖谖⒉úǘ沃谱骷虻ァ⑻寤⒅亓轻、便于集成的特点具有其它器件无法替代的优势。结构特性。将平面带隙结构应用于微带天线上,分别讨论了在金属地板上蚀刻方形孔、方环型孔和圆形几种不同峁沟奈⒋煜撸云浣蟹抡妫⒍苑抡结果进行比较,分析表明具有峁沟奈⒋煜吣芄挥行У匾种聘叽文#岣天线的性能。此外,本文还研究了一种多层峁梗墙ń鹗糁芷诘ピ9钩傻平面阵列置于两层介质之间,通过改变周期阵列所在平面的位置以及金属单元的质衬底中打孔,制作简单,易于集成。作为其实际应用,将此结构应用在交指型带通滤波器之中。寄生通带被抑制了大约。关键词:光子晶体峁咕褪强梢允迪止庾哟琍本文主要研究了峁乖谖⒋缏分械挠τ谩7治隽艘晃投矫娲尺寸、形状可以很方便地调节光子晶体结构禁带的宽度和深度。。光子带隙
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皿埘.≯·/日期避:兰:日期鬯芏:墨当至坐关于论文使用授权的说明创新性声明/本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果;也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。本人保证毕业离校后,发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。C艿穆畚脑的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。解密后遵守此规定本人签名:导师签名:日期
第一章绪论拍畹奶岢电子学在现代科技发展中起着重要的作用,它是建立在如何利用和控制硅等半导体材料中电子运动的基础上的。众所周知,在半导体晶体中由于周期势场的作用,电子会形成能带结构,带和带之间有能隙。这种能带结构是指在其中形成的价带和导带,而在价带和导带之间便是能带结构中的禁带,其中的电子能量不会取禁带里的值,即频率处在禁带范围内所有模式的光及电磁波都不能在其中传播。如果对半导体采取掺杂等各种手段就可以改变材料的特性,在其中就能形成缺陷态,从而控制电子在材料中的运行状态。在光予学中也存在着类似的具有光子禁带的材料,频率落在禁带中的电磁波是被严格禁止传播的。这是由不同介电常数的介质材料在空间按一定的周期排列形成的,叫做光子晶体虻绱挪ú,则着眼于光子在无续介质里的局域化效应。光子晶体是一种介质在另一种介质中周期排列所组成的晶体结构,其周期为光波长量级。光子在这类材料中的作用类似于电子在凝聚态物质中的作用,存在着类似于半导体能带结构中的禁带,称之为光子带隙9庾泳蹇刹捎媒鹗簟⒔橹省⑻或铁电物质植入衬底材料,或直接由衬底材料周期性形状排列而成。在牧中,某些频率落在光子带隙内的电磁波被完全禁止在光子晶体中传播。如果只在一个方向上具有周期结构,光子带隙就只可能出现在这个方向上,如果存在三维的周期结构,光子带隙就有可能出现全方位光子带隙,落在带隙中的光在任何方向上都是被禁止传播的。光子晶体的这种阻带特性具有极大的理论价值和潜在的应用前景。第一章图光子晶体模型绪论卜籇
峁沟睦砺鄯治龇椒峁沟氖迪址椒带隙,它可以通过求解周期场下的薛定谔方程来得到证明。光场的亥姆霍兹方程是十分相似的,其中的介电常数相当于势能。自然地,当介电常数呈现某种周期性和对称性时,也应具有能带结构。这一思想首先是由于年提出的,在随后短短的十几年中,光子晶体的理论研究取得了重大的进展。理论上,最早出现的是标量波法,虽然它能推算出能带结构,但它不能很好地解释试验现象,因此,被后来的矢量法方法所取代。矢量波法主要包括平面波展开法、球面波法、传输矩阵法等。但是,到目前为止,对于难芯抗噬匣姑挥谐墒斓睦砺鄯治龇椒ǎ值分析方法也比较多局限于。,和其它方法相比,方法有其优点。首先,它直接有由性,方法不仅能方便地模拟各种具有复杂结构的微波电路和天线结构,而且可以形象地插绘电磁波的传播过程,由此可加深对微波电路和天线辐射特性的认识,有助于天线以及微波电路的设计和改进;另外,时