电磁透明及色散补偿研究

发布时间：2021-06-18 15:26

　　人工电磁媒质色散控制和补偿是电磁波领域的研究热点。本文基于色散控制理论研究了太赫兹频段的人工电磁透明媒质和微波频段的信号包络色散补偿问题。首先,本文研究在太赫兹频段的透明媒质,尤其是全角度透明媒质和超宽带宽透明媒质。基于阻抗匹配和表面等效理论,提出一种能够实现全角度透明的人工电磁媒质,通过全波仿真和实验测量验证其有效性。并在此基础上,提出一种在电磁波正入射的情况下,透明带宽超过10%的超宽带宽人工电磁媒质。其次,本文研究基于微波频段的人工电磁媒质来抑制信号传输过程中的色散畸变问题。通过理论分析、全波仿真和实验测量,本文利用人工电磁媒质实现宽频带的反常色散,并利用反常色散中的负群速度效应实现对传输信号的超前群时延,从而抵消传输信号在正常色散媒质中产生的落后群时延,实现对信号包络畸变的色散补偿。最后,本文研究基于non-Foster元件来抑制信号包络在电路系统中的色散畸变问题。本文提出一种串联型二端口 non-Foster元件,基于对拓扑电路的理论分析、数值仿真和实验测量,实现此元件在微波频段的宽频带反常色散。同时,利用此元件的反常色散来抑制电路系统中Foster元件的正常色散,使得整体系... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 研究背景及意义
    1.3 国内外研究现状
    1.4 研究内容及创新点
    1.5 论文章节安排
2 人工电磁透明媒质的设计
    2.1 人工电磁透明媒质的理论分析
        2.1.1 布鲁斯特效应
        2.1.2 全角度阻抗匹配理论
        2.1.3 表面等效理论
    2.2 全角度透明媒质的人工实现
        2.2.1 300 GHz全角度透明媒质全波仿真
        2.2.2 300 GHz全角度透明媒质实验测量
        2.2.3 220 GHz全角度透明媒质
    2.3 超宽带宽透明媒质的人工实现
        2.3.1 300 GHz超宽带宽透明媒质全波仿真
        2.3.2 300 GHz超宽带宽透明媒质实验测量
        2.3.3 220 GHz超宽带宽透明媒质
    2.4 人工电磁透明媒质快速设计程序
    2.5 本章小结
3 基于人工电磁媒质的色散补偿方法
    3.1 理论基础
        3.1.1 本构参数反演算法
        3.1.2 负群速度效应
    3.2 色散补偿现象的全波仿真
        3.2.1 正常色散电磁谐振单元的设计
        3.2.2 反常色散电磁谐振单元的设计
        3.2.3 色散补偿现象的仿真验证
    3.3 色散补偿现象的物理实现
    3.4 本章小结
4 基于non-Foster元件的色散补偿方法
    4.1 Non-Foster元件特性
        4.1.1 Foster电抗理论和non-Foster元件
        4.1.2 Non-Foster元件的实现
    4.2 串联型non-Foster元件的电路结构
        4.2.1 理论推导
        4.2.2 数值分析
        4.2.3 仿真验证
        4.2.4 物理实现
    4.3 色散补偿现象的实现
    4.4 本章小结
5 总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间所取得的科研成果



本文编号：3236910