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基于SRR结构的带阻滤波器的研究

作　者: 李灏一
导　师: 杨梓强
学　校: 电子科技大学
专　业: 光学
关键词: 开口谐振环(SRR) 左手材料频率响应特性亚毫米波
分类号: TN713.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

开口谐振环,作为目前左手材料领域的一个重要研究热点,在微波频段特别是太赫兹频段具有许多特殊的性质,所以开口谐振环滤波器结构在军事和民用领域有着许多潜在的应用。本文设计了两种基于开口谐振环的滤波器结构,并对其频率响应特性进行了研究。本文提出了一种方形开口谐振环的带阻滤波器结构模型。利用仿真软件HFSS对该模型进行了仿真研究,研究了该谐振单元相关参数以及入射波极化方式对该开口谐振环频率响应特性的影响。结果表明,该SRR谐振单元形成了明显的禁带,但是当极化方式发生变化时,SRR谐振单元的频率响应特性变化较大。为了使开口谐振环滤波器对于入射波极化方式具有良好的稳定性,本文改进了圆形开口谐振环的带阻滤波器结构。通过仿真发现当极化方式改变时,开口谐振环滤波器频率响应特性变化很小,说明该谐振单元对于入射波极化方式不敏感,具有较好的稳定性;并且当入射波的入射角在15o范围内时,SRR谐振单元具有很好的稳定性。设计了具有双层谐振单元的开口谐振环滤波器,研究结果表明,通过微调两个谐振单元的尺寸,使两个谐振单元的谐振点不同,但是处于比较靠近的位置,从而构成带宽较宽的带阻滤波器。在仿真研究的基础上,加工了单层圆形开口谐振环带阻滤波器试验样品,进行了实验测试。实验中测试到样品的中心频率为225.6GHz,与仿真结果有一定的偏差。通过进一步分析发现影响频率偏移的主要因素是样品的实际尺寸偏小和介质的介电常数偏大,导致实际测试响应频率小于设计值。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章引言  8-17
  1.1 左手材料的概念  8-9
  1.2 左手材料的实现  9-11
  1.3 左手材料的发展动态  11-12
  1.4 基于开口谐振环滤波器的研究进展  12-15
  1.5 本论文的主要工作  15-17
第二章开口谐振环的分析理论  17-29
  2.1 边缘耦合开口谐振环的分析  17-23
  2.2 其他类型的开口谐振环  23-26
    2.2.1 宽边耦合开口谐振环  23-24
    2.2.2 非双各向异性谐振环  24-25
    2.2.3 双分开口谐振环  25-26
    2.2.4 螺旋线  26
  2.3 开口谐振环等效电路的计算  26-28
  2.4 本章小结  28-29
第三章方形开口谐振环带阻滤波器的设计  29-36
  3.1 物理模型  29-30
  3.2 开口谐振环的仿真  30-35
    3.2.1 HFSS 仿真模型  30-31
    3.2.2 不同极化方式对谐振频率的影响  31-33
    3.2.3 不同线宽对谐振频率的影响  33
    3.2.4 改变臂的数量对谐振频率的影响  33-34
    3.2.5 改变开口大小对谐振频率的影响  34-35
  3.3 本章小结  35-36
第四章开口谐振环带阻滤波器的仿真与测试  36-50
  4.1 物理模型  36-37
  4.2 开口谐振环的仿真  37-43
    4.2.1 改变SRR 谐振单元开口大小对谐振曲线的影响  37-38
    4.2.2 改变SRR 谐振单元线宽大小对谐振曲线的影响  38
    4.2.3 改变入射角度对SRR 谐振曲线的影响  38-40
    4.2.4 改变极化角度对SRR 谐振曲线的影响  40-41
    4.2.5 介电常数对SRR 谐振曲线的影响  41-42
    4.2.6 SRR 谐振单元的场分布特性分析  42-43
  4.3 双层SRR 阵列带阻特性的分析  43-45
  4.4 开口谐振环滤波器的实验测试  45-49
    4.4.1 实验测试系统介绍  45-46
    4.4.2 实验测试结果分析  46-49
  4.5 本章小结  49-50
第五章总结与展望  50-51
致谢  51-52
参考文献  52-56
攻硕期间取得的研究成果  56-57

基于SRR结构的带阻滤波器的研究

内容摘要

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