人工表面等离子体激元的小型化微带滤波器的研究

发布时间：2023-04-02 17:11

　　人工表面等离子体激元(Spoof Surface Plasmon Polaritons,SSPPs)是一种存在于介质和金属交界面上的表面波,由于它特殊的色散特性、能够突破衍射极限和较强的场限制能力而被深入研究,广泛应用于天线、滤波器、频率选择器、混频器和功率分配器等微波器件中以实现器件的小型化。但是SSPPs结构中渐变的过渡结构导致模型横向尺寸较大,影响了器件的小型化进程,在很大程度上限制了 SSPPs器件的工程应用。本文针对这一问题,以SSPPs滤波器为例对SSPPs结构进行了小型化研究,具体工作如下:(1)首先,设计了一个新颖的过渡结构,该过渡结构由逆时针旋转90°的“八”字型结构和两个直角三角形贴片构成;然后,将该过渡结构应用于普通的SSPPs模型中并进行适当的调整和优化;最后,设计了一款工作带宽为13 GHz,尺寸为47.52× 7.47mm2的小型化宽频带低通滤波器。(2)在(1)中的小型化宽频带低通滤波器上加载一定数量的叉指电容环路谐振器,使得在特定频段上达到陷波的效果,并研究了谐振器的数量、长度以及枝节长度对滤波器的影响,设计了一款陷波频率为6.9 GHz,频带宽度为40...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 表面等离子体激元的概念及研究进展
        1.2.1 表面等离子体激元的基础知识
        1.2.2 表面等离子体激元的研究进展
        1.2.3 表面等离子体激元的基本结构
    1.3 论文的主要工作
    1.4 章节安排
    1.5 本章小结
2 表面等离子体激元的基本理论及特性分析
    2.1 Durde电子模型的分析
    2.2 SPPs的传播特性分析
        2.2.1 电磁波的基本传播方程
        2.2.2 SPPs在金属和介质界面的传播特性分析
        2.2.3 SPPs在多层系统中的传播特性分析
    2.3 两种SPPs结构的分析
        2.3.1 一维周期性凹槽结构的分析
        2.3.2 二维周期性孔洞结构的分析
    2.4 本章小结
3 加载新颖过渡结构的SSPPs低通滤波器的设计
    3.1 微波传输线的选择
    3.2 SPPs单元的结构和分析
    3.3 过渡结构的设计
    3.4 小型化SSPPs低通滤波器的建模
    3.5 滤波器的优化分析
    3.6 滤波器实物加工与实测分析
        3.6.1 滤波器模型加工
        3.6.2 滤波器模型的测试及结果分析
    3.7 本章小结
4 小型化SSPPs滤波器的设计
    4.1 二端口网络的介绍
    4.2 SSPPs陷波滤波器的设计
        4.2.1 陷波滤波器的建模
        4.2.2 陷波滤波器的仿真分析
    4.3 无过渡结构的SSPPs低通滤波器设计
        4.3.1 无过渡结构的SSPPs低通滤波器的建模
        4.3.2 无过渡结构的SSPPs低通滤波器的优化分析
    4.4 本章小结
5 总结与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间主要研究成果



本文编号：3779616