纸基超材料微波滤波器的性能调控及优化设计
发布时间：2021-05-08 10:16
电磁超材料（Metamaterials）是近来新兴的一个领域,是一种具备自然物质所不具有的超常电磁性能的人工合成周期结构。借助于这种电磁超材料,可以控制电磁波在介质中的传播方向,这在微波系统和电路应用中占有非常重要的作用。目前来说,随着信息革命的发展,信息量越来越膨胀,通信技术应用越来越多,使得对应频谱需求急剧增长,从而电磁环境日益复杂。作为雷达、通信等系统中的关键器件,微波滤波器能有效排除干扰信号,获得特定的频率信号,其自身滤波性能的不同会对整个通信系统产生影响。通过将超材料这种具备特殊性质的人工合成材料,经过对其结构、参数、材料等的设计,便可以获得滤波性能优良的微波滤波器。本学位论文面向微波器件对高性能滤波器的实际需求,开展了基于超材料的带阻滤波器的优化设计,获得了两款具有优异性能的超材料带阻滤波器。本文的具体工作如下:（1）深入探讨了电磁超材料和微波滤波器的相关理论,通过提取开口谐振环及矩形单元结构的等效电路模型,对超材料结构的工作原理进行了分析;对微波滤波器的工作机理以及性能指标进行了研究,分析讨论了由单层和多层电磁超材料构成微波滤波器的性能,为后续设计可调和带宽微波滤波器奠定...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 超材料的概念及发展历程
1.2 超材料研究现状
1.2.1 二维超材料研究现状
1.2.2 三维超材料研究现状
1.3 微波滤波器
1.3.1 微波滤波器的发展
1.3.2 微波滤波器的分类
1.3.3 超材料在微波滤波器中的研究现状
1.4 纸基柔性器件
1.4.1 纸张结构与形态
1.4.2 纸基柔性器件的制备
1.4.3 纸基超材料
1.5 本论文的研究目的与研究内容
1.5.1 本论文的研究目的和意义
1.5.2 本文的主要研究内容
1.6 本论文结构安排
第二章 基于超材料的滤波器原理分析
2.1 超材料单元结构的电磁基本原理
2.2 开口谐振环等效电路模型
2.3 矩形单元工作机理及等效电路
2.4 多层超材料叠加结构分析
2.5 微波滤波器原理及性能指标
2.6 仿真软件简介
2.7 测试仪器介绍
2.8 本章小结
第三章 纸基超材料滤波器设计与仿真
3.1 纸基超材料的结构设计
3.2 基于纸基超材料带阻滤波器特性的分析与讨论
3.2.1 滤波器的纸张选择的理论分析
3.2.2 不同开口方向纸基超材料滤波器分析与讨论
3.2.3 基于纸基超材料的宽带带阻微波滤波器
3.3 本章小结
第四章 高力学承载性能的微波带阻滤波器设计与仿真
4.1 三维纸基超材料的结构单元设计
4.2 三维纸基超材料带阻滤波器分析与讨论
4.2.1 传统三维超材料制备及分析
4.2.2 三维纸基超材料带阻滤波器分析与讨论
4.3 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
附录
(Ⅰ) 攻读学位期间发表的学术论文
(Ⅱ) 获得的奖励
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]三维超材料制造技术现状与趋势[J]. 田小永,尹丽仙,李涤尘. 光电工程. 2017(01)
博士论文
[1]平面与三维超材料的设计、加工及其光学调控特性研究[D]. 杨盛焱.中国科学院大学(中国科学院物理研究所) 2019
[2]负介材料的异质复合构筑与性能调控[D]. 解培涛.山东大学 2019
[3]新型微波滤波器及天线的研究[D]. 师晓敏.西安理工大学 2017
[4]基于新型平面结构的微波滤波器研究[D]. 闫腾飞.电子科技大学 2017
[5]超材料透镜和超表面对电磁波的调控及应用[D]. 齐美清.东南大学 2016
[6]宽带吸波元件及其在太阳能相关器件中的应用[D]. 莫磊.浙江大学 2015
[7]电磁超材料在微波吸波体与天线中的应用研究[D]. 熊汉.电子科技大学 2014
硕士论文
[1]超材料对电磁波的调控及应用[D]. 罗波.华南理工大学 2019
[2]基于电磁超材料的低RCS天线技术[D]. 李莹.西安电子科技大学 2019
[3]基于超材料的带阻太赫兹滤波器设计与研究[D]. 陈康龙.北京交通大学 2018
[4]超构表面透镜的色散调控研究[D]. 李可.中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所) 2018
[5]纸基柔性导电材料及器件[D]. 张凯丽.华南理工大学 2018
[6]基于Mie谐振的全介质滤波器设计[D]. 郭思炎.北京邮电大学 2018
[7]基于超材料的超宽带吸波研究[D]. 郭文良.西南大学 2017
[8]平面及多层微波滤波器的设计与研究[D]. 曾令鹏.南京邮电大学 2016
[9]新型电磁超材料在天线中的应用[D]. 张庆乐.北京理工大学 2016
[10]基于人工电磁结构的微波滤波器研究[D]. 杨勇.中国科学技术大学 2015
本文编号：3175159
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 超材料的概念及发展历程
1.2 超材料研究现状
1.2.1 二维超材料研究现状
1.2.2 三维超材料研究现状
1.3 微波滤波器
1.3.1 微波滤波器的发展
1.3.2 微波滤波器的分类
1.3.3 超材料在微波滤波器中的研究现状
1.4 纸基柔性器件
1.4.1 纸张结构与形态
1.4.2 纸基柔性器件的制备
1.4.3 纸基超材料
1.5 本论文的研究目的与研究内容
1.5.1 本论文的研究目的和意义
1.5.2 本文的主要研究内容
1.6 本论文结构安排
第二章 基于超材料的滤波器原理分析
2.1 超材料单元结构的电磁基本原理
2.2 开口谐振环等效电路模型
2.3 矩形单元工作机理及等效电路
2.4 多层超材料叠加结构分析
2.5 微波滤波器原理及性能指标
2.6 仿真软件简介
2.7 测试仪器介绍
2.8 本章小结
第三章 纸基超材料滤波器设计与仿真
3.1 纸基超材料的结构设计
3.2 基于纸基超材料带阻滤波器特性的分析与讨论
3.2.1 滤波器的纸张选择的理论分析
3.2.2 不同开口方向纸基超材料滤波器分析与讨论
3.2.3 基于纸基超材料的宽带带阻微波滤波器
3.3 本章小结
第四章 高力学承载性能的微波带阻滤波器设计与仿真
4.1 三维纸基超材料的结构单元设计
4.2 三维纸基超材料带阻滤波器分析与讨论
4.2.1 传统三维超材料制备及分析
4.2.2 三维纸基超材料带阻滤波器分析与讨论
4.3 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
附录
(Ⅰ) 攻读学位期间发表的学术论文
(Ⅱ) 获得的奖励
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]三维超材料制造技术现状与趋势[J]. 田小永,尹丽仙,李涤尘. 光电工程. 2017(01)
博士论文
[1]平面与三维超材料的设计、加工及其光学调控特性研究[D]. 杨盛焱.中国科学院大学(中国科学院物理研究所) 2019
[2]负介材料的异质复合构筑与性能调控[D]. 解培涛.山东大学 2019
[3]新型微波滤波器及天线的研究[D]. 师晓敏.西安理工大学 2017
[4]基于新型平面结构的微波滤波器研究[D]. 闫腾飞.电子科技大学 2017
[5]超材料透镜和超表面对电磁波的调控及应用[D]. 齐美清.东南大学 2016
[6]宽带吸波元件及其在太阳能相关器件中的应用[D]. 莫磊.浙江大学 2015
[7]电磁超材料在微波吸波体与天线中的应用研究[D]. 熊汉.电子科技大学 2014
硕士论文
[1]超材料对电磁波的调控及应用[D]. 罗波.华南理工大学 2019
[2]基于电磁超材料的低RCS天线技术[D]. 李莹.西安电子科技大学 2019
[3]基于超材料的带阻太赫兹滤波器设计与研究[D]. 陈康龙.北京交通大学 2018
[4]超构表面透镜的色散调控研究[D]. 李可.中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所) 2018
[5]纸基柔性导电材料及器件[D]. 张凯丽.华南理工大学 2018
[6]基于Mie谐振的全介质滤波器设计[D]. 郭思炎.北京邮电大学 2018
[7]基于超材料的超宽带吸波研究[D]. 郭文良.西南大学 2017
[8]平面及多层微波滤波器的设计与研究[D]. 曾令鹏.南京邮电大学 2016
[9]新型电磁超材料在天线中的应用[D]. 张庆乐.北京理工大学 2016
[10]基于人工电磁结构的微波滤波器研究[D]. 杨勇.中国科学技术大学 2015
本文编号：3175159
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