毕业设计（论文）-基于微波复合介质材料的滤波器设计

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1、空军工程大学毕业论文（设计）摘要本文介绍了微波复合介质材料的相关理论，利用数据仿真对双负材料的电磁结构特性进入深入研究。本文工作的主要成果体现在：利用电磁波在双负传输线上可以产生正相移的特性，实现了由双负特性传输线和传统双正特性传输线组成的混合传输线，提出应用加载串联电容实现负等效磁导率，利用腐蚀地面结构实现负的等效介电常数的新型混合传输线结构，通过双正结构的低通特性和双负结构的高通特性构建超宽带滤波器，仿真结果表明其工作频带宽、带内插损小、设计方便，为实用超宽带滤波器设计提供了另一种设计思路。关键词：微波复合介质材料，双负材料(DNM)，混合双

2、负传输结构48空军工程大学毕业论文（设计）AbstractThetheoryofmicrowavecompositedielectricmaterialisintroducedinthisdissertationanditselectromagneticcharacteristicsisinvestingacedbysimulation.Theprimaryworkisasfollows:IntheDNM(Doublenegativematerial)canproduceapositivephaseshiftwithpropagationaway

3、fromthesource.Thecompositetransmissionlineisrealizedbyusingthedouble-negativeandthedouble-positivetransmissionline.Thedouble-negativecompositetransmissionlinesstructureiscomposedofthenegativepermeabilityrealizedbytheseriesinterdigitalcapacitorsandthenegativepermittivityachiev

4、edbydefectedgroundstructures(DGS).Anovelultra-widebandfilterbasedonthedouble-negativecompositetransmissionlinesisproposed.Thesimulationandexperimentresultsindicatethatsuchstructureshaveadvantagesofwideband,lowlossandareeasytodesignandproduce.Keywords:MicrowaveMetamaterials,Do

5、uble-negativematerial(DNM),Double-negativecompositetransmissionstructure48空军工程大学毕业论文（设计）目录第一章绪论4§1.1研究背景及意义4§1.2微波复合介质材料的理论研究7§1.2.1微波复合介质材料的理论研究8§1.2.2微波复合介质材料的研究方法8§1.2.3微波复合介质材料的应用研究8第二章微波复合介质材料相关理论10§2.1双负复合介质材料的基本特性10§2.1.1Maxwell方程组的左手性10§2.2双负复合介质材料特有的效应分析15§2.2.1逆多普勒(

6、Doppler)效应15§2.2.2逆Snell定律：负折射16§2.2.3“LH平板透镜”聚焦19§2.3双负复合介质材料的产生基础20§2.3.1空间负介电常数的产生方法21§2.3.2空间负磁导率的产生方法23§2.3.3传输线负介电常数和负磁导率的产生方法28§2.4结论32第三章微波复合介质材料传输系统33§3.1基于复合介质材料的混合传输线结构超宽带滤波器设计33§3.1.1基本设计原理33§3.1.2宽带滤波器的物理实现36§3.1.3数值仿真及分析38§3.1.4结论40§3.2基于SRR-DGS的低通滤波结构41§3.2.1SR

7、R-DGS特性分析41§3.2.2改进型SRRDGS及其级联结构低通滤波器42§3.3小结4648空军工程大学毕业论文（设计）参考文献47致谢4848空军工程大学毕业论文（设计）第一章绪论§1.1研究背景及意义近几年来，微波领域的光子晶体结构越来越引起人们的关注，相关的理论研究以及应用探索成为世界各国科研工作者的研究热点，光子晶体(PhotonicCrystal)又称为光子带隙(PhotonicBandgap-PBG)结构[1],也称电磁带隙(ElectromagneticBandgap-EBG)[2]，它是一种介质材料在另一种介质材料中周期分布

8、所组成的周期结构。早期，EBG结构需要在多种介质材料中相掺杂，其制作与分析都比较复杂。1998年，YongxiQian针对微带线提出了一