可调超窄带宽太赫兹滤波器的研究与设计

发布时间：2017-06-12 19:10

  本文关键词：可调超窄带宽太赫兹滤波器的研究与设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近十几年来,太赫兹技术发展迅速,已经引起了国内外学者的极大关注,而且在2014年太赫兹技术也被美国政府评为“改变未来世界的十大技术”之一,太赫兹技术包括太赫兹通信技术、太赫兹雷达技术、太赫兹成像技术等;太赫兹滤波器被广泛应用在各种太赫兹系统中,用以滤除系统中不必要的频率(如太赫兹带阻滤波器)或得到特定的频段(如带通滤波器)。本文介绍了近几年来太赫兹滤波器的研究现状以及利用频域有限积分算法计算系统的散射、透射和反射的仿真方法,提出了两种基于金属微结构的太赫兹滤波器,并且进行了相应的数值仿真,本文主要工作和创新点如下:一、提出了一种基于周期性金属微结构的太赫兹带阻滤波器;通过数值仿真验证,该带阻滤波器在谐振频率处最小透射系数可以达到0.5%,阻频带宽度为9GHZ左右,谐振频率为4.17THZ;我们可以通过调整该周期性结构的计算周期以及太赫兹波的入射角度来调控该带阻滤波器的滤波频率,进而实现该太赫兹带阻滤波器的阻带可调性。二、提出了一种基于周期性金属微结构的太赫兹带通滤波器;通过数值仿真验证,该带通滤波器在谐振频率处最大透射系数能够达到99%,通频带宽度为0.125THZ,谐振频率为3.646THZ,而且可通过改变该金属微结构的结构尺寸来控制太赫兹带阻滤波器的滤波频率,另外还可通过调节太赫兹波入射角度来控制太赫兹滤波器的谐振频率,进而实现该太赫兹带通滤波器的通带可调性。本论文的主要工作是研究以上两种太赫兹滤波器的特性,论文有两处创新点:一、提出的周期性金属微结构太赫兹滤波器具有结构简易、频带窄、滤波性能好等特点;二、均可通过调节周期大小来调控滤波器的带宽。
【关键词】：太赫兹 带通滤波器 带阻滤波器 周期性结构
【学位授予单位】：暨南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN713
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪论7-17
• 1.1 研究背景和意义7-8
• 1.2 太赫兹滤波器的研究现状8-15
• 1.2.1 基于表面等离子体共振结构的太赫兹滤波器8-10
• 1.2.2 基于超材料人工结构的太赫兹滤波器10-13
• 1.2.3 基于光子晶体结构的太赫兹滤波器13-15
• 1.3 本文的研究内容和创新之处15-17
• 2 太赫兹滤波器的理论数值分析方法17-33
• 2.1 太赫兹波滤波器的电磁场数值分析方法17
• 2.2 麦克斯韦方程组17-25
• 2.2.1 有限积分法介绍19-25
• 2.3 太赫兹波的传输理论25-32
• 2.4 本章小结32-33
• 3 基于金属微结构的太赫兹带阻滤波器33-44
• 3.1 引言33
• 3.2 金属微结构模型介绍及数值分析33-35
• 3.2.1 金属微结构模型33-34
• 3.2.2 金属微结构的数值分析34-35
• 3.3 太赫兹带阻滤波器的结构模型及分析35-38
• 3.3.1 太赫兹带阻滤波器的结构模型36
• 3.3.2 太赫兹带阻滤波器的性能分析36-38
• 3.4 周期对带阻滤波器性能的影响38-41
• 3.4.1 周期长度对带阻滤波器性能的影响38-39
• 3.4.2 周期宽度对带阻滤波器性能的影响39-41
• 3.5 入射角度对带阻滤波器性能的影响41-43
• 3.6 本章小结43-44
• 4 基于金属微结构的太赫兹带通滤波器44-58
• 4.1 引言44
• 4.2 金属微结构模型介绍及数值分析44-47
• 4.2.1 金属微结构模型45
• 4.2.2 金属微结构的数值分析45-47
• 4.3 太赫兹带通滤波器的模型及分析47-49
• 4.3.1 太赫兹带通滤波器的结构模型47
• 4.3.2 太赫兹带通滤波器的性能分析47-49
• 4.4 金属颗粒对带通滤波器性能的影响49-52
• 4.4.1 金属颗粒宽度对带通滤波器性能的影响49-51
• 4.4.2 金属颗粒长度对带通滤波器性能的影响51-52
• 4.5 入射角度对带通滤波器性能的影响52-54
• 4.6 两种滤波器结构和性能的比较54-55
• 4.7 金属颗粒形状对带通滤波器性能的影响55-57
• 4.7.1 两种金属颗粒形状的带通滤波器结构55-56
• 4.7.2 不同形状的金属颗粒对带通滤波器性能的影响56-57
• 4.8 本章小结57-58
• 5 总结与展望58-60
• 5.1 总结58-59
• 5.2 工作展望59-60
• 参考文献60-63
• 致谢63

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本文编号：444756