光子晶体在L/X双频天线中的应用

光子晶体(Photonic Crystal)具有频率带隙、同相反射等特殊性能,利用光子晶体的频率带隙特性,可以有效抑制表面波和谐波辐射,改善天线性能。简要介绍了L/X双频馈源的工作原理,设计了矩形金属贴片结构的光子晶体,通过仿真验证了其具有频率带隙特性,将设计的矩形金属贴片结构的光子晶体技术应用到L/X双频馈源的设计当中,有效抑制了X频段表面波,通过仿真及实测均可以看出,改善了馈源方向图,提高了天线增益。     

一种THz频段高效光子晶体微带天线分析

对一款THz频段矩形微带贴片天线进行理论分析与设计,采用光子晶体带隙结构介质,通过对空气孔半径、孔距和微带线宽度的扫频分析,微带天线获得最佳传输性能。仿真结果显示天线的回波损耗从-19.45 dB降至-41 dB,驻波比(VSWR≤2)阻带带宽从3%增加至4.1%,最大增益天线辐射方向达到8.8 dB。仿真结果表明:光子晶体带隙结构能有效提高天线的传输效能。     

一种新型的基于UC-PBG基底的微带天线

提出了一种新的基于平面光子带隙(UC-PBG)结构的微带天线,在基底上开了一个凹槽,天线贴片位于槽的底部,设计天线的工作频率落在光子晶体的禁带之内.通过对该结构进行数值仿真,证实了该设计在抑制表面波,提高增益及效率和改善辐射方向性等方面的有效性.     

一种基于PBG结构的多频微带天线的分析与设计

在C型缝隙微带天线介质基板内引入光子晶体结构,设计了一种基于PBG结构的多频微带天线,此天线采用在C型缝隙天线贴片下方挖出凹槽,将辐射板放入凹槽中,并在微带天线的介质基板中引入高度不同的周期性三角柱空气隙PBG结构的设计方案.采用基于有限元方法的电磁仿真软件Ansoft HFSS10.0对所设计的天线进行了仿真.与普通...     

THERMAL RADIATION PROPERTY OF A THREE DIMENSIONAL PHOTONIC CRYSTAL BASED ON MULTIPLE SCATTERING METHOD

We have studied absorption and thermal radiation for a three dimensional lossy photonic crystal of dielectric spheres by using a multiple scattering method. It is shown that such simple structures have excellent selective thermal radiative characteristics in different photonic bands. There is stronger thermal radiation at high frequency than that at low frequency. In comparison with the uniform slab without photonic crystal structure, in the photonic band gap, the thermal emission intensity is greatly suppressed and very weak, but not zero due to the penetration depth. Under the same lattice structure, the thermal emission of photonic crystal varies with the change of the radius of the spheres.     

变周期结构光子晶体的带隙研究

研究了变周期结构的光子晶体,即两种介质的厚度随单元数增加而变化,并对其光子能带特性进行了分析.研究发现,相对于周期性光子晶体,相同单元数的变周期结构的光子晶体具有更宽的光子能带带隙,且周期非线性变化比线性变化结构有更宽的光子带隙,这样对于同样宽的带隙的光子晶体,可采用较少单元数的变周期结构光子晶体,这一结果有助于光子晶体的广泛应用.     

Analysis of a slot microstrip antenna

The slot microstrip antenna is used as a folded slot dipole symmetrically fed across a gap by means of a strip line. A theoretical model equivalent to several lossy transmission lines had been described previously to explain the bandwidth and the radiation admittance. The theory is improved when coupling between the two equivalent radiating lines of every slot is taken into account, and explains a fourth resonance near the third one, which had been measured on several models. Theoretical results and experiments are in good agreement. They are radiation admittance in a wide frequency band, current distribution along each slot and radiation patterns.     

单折射率层缓变结构-维光子晶体的能带特性

利用特征矩阵方法研究了一类周期厚度变化的一维光子晶体的能带特性。该光子晶体保持其中一折射率层的几何厚度不变,而另一折射率层的几何厚度缓慢变化。研究表明,与通常的均匀结构光子晶体的带隙相比,这种光子晶体能使光子带隙拓宽。改变高折射率层的几何厚度,光子带隙的拓宽更为显著。在设计光子晶体时,可以根据需要,通过缓慢改变光子晶体某一折射率层的几何厚度可实现对光子带隙的控制。     

线缺陷对二维四方圆柱形介质光子晶体禁带的影响

利用平面波展开方法研究了二维四方格子圆柱形介质光子晶体中线缺陷对光子禁带的影响.结果表明光子晶体中的缺陷层圆柱半径及缺陷层厚度对光子晶体禁带有显著影响.TE波的第一禁带宽度随着缺陷层半径的增加先增加后减小,禁带的中心位置随着缺陷层圆柱半径的增加而下降,禁带的数目也随着缺陷层圆柱半径的增加而明显变化.禁带的宽度随着缺陷层厚度与正常层厚度差别的增加而减小.     

单分散性sio2胶体微球自组装光子晶体的实验研究

光子晶体是一种周期性电介质材料,具有光子带隙和光子局域等一系列优异的光学特性。制备了多种不同直径的单分散二氧化硅胶体微球,采用垂直沉积法将不同直径,以及同一直径不同浓度的二氧化硅胶体微球自组装成多种光子晶体薄膜,并用扫描电子显微镜和紫外—可见—近红外分光光度计对其微观结构和光学特性进行了表征,结果表明所得晶体薄膜具有三维有序结构,其表面存点、线缺陷。自组装得到的光子晶体薄膜存在明显的光子带隙特征,带隙位置与二氧化硅胶体微球直径有关,带隙中心波长与理论值一致。随着二氧化硅胶体微球浓度的增加,光子带隙深度增加,特性更好,但是,当浓度大于10%时,光子带隙的深度反而减小。     

光子晶体的Smith-Purcell效应探讨

光子晶体是一种具有光子能带和能隙的一种新型材料,其典型结构为一个折射率周期变化的物体,周期为光波长量级。光子在这类材料中的作用类似于电子在凝聚态物质中的作用,应用前景极为广泛,将是新一代的光子器件的基础。而太赫兹也是近年来大家关注的波段,本文就研究光子晶体的Smith—Purcell效应出发,看其辐射频率,探求能否通过这种效应制作太赫兹源,并从Magic模拟得出了一些数据,说明可行。     

人体中心网络微带缝隙天线设计和研究

设计了一款小型微带缝隙天线.通过电磁仿真软件CST的参数优化功能,对微带缝隙天线缝隙的长度、宽度、馈电点等参数进行优化,得到了工作频率为2.45GHz,带宽100 MHz、阻抗匹配良好、辐射效率较高的用于人体中心网络的微带缝隙小型天线,根据仿真设计,制作了天线,测试结果和仿真结果吻合较好.     

平面波展开法在质量分数测量上的应用研究

为了提出测定果糖质量分数的新方案,采用光子晶体平面波展开法进行了理论分析和数值模拟。通过研究以硅半导体材料为背景介质周期性排列空气孔圆柱构成的光子晶体,分别取得了正方晶格和三角晶格的空气孔结构光子晶体的TE模、TM模禁带结构特性。结果表明,在高频率区域,2维正方晶格或三角晶格结构各向同性光子晶体的光子带隙随待测质量分数不同是单调变化的;同时,晶格结构对光子带隙有一定的影响,不论是在正方结构还是三角结构光子晶体中,TE模带隙都比TM模大得多。这对质量分数测量和高血糖患者的临床应用有一定的指导作用。     

新型电磁(光子)晶体贴片天线的研究进展

介绍了新型电磁（光子）晶体贴片天线的研究进展，尤其是几种新型光子晶体贴片天线。这些光子晶体贴片天线采用基底钻孔、地面腐蚀、加高阻抗表面以及基底上表面腐蚀等方法在贴处天线中加入光子晶体结构，改善了以高介电常数介质为基底的贴片天线的性能，也为贴片天线集成在微波电路上开辟了途径。光子晶体贴片天线这种集低剖面，易集成有好辐射性能于一身的新型天线，必将在移动通信等许多领域发挥作用。     

光子晶体红外光谱特性调控及应用研究进展

光子晶体结构所具有的光子带隙和光子局域特性使得处在带隙内的电磁波无法传播,为实现目标红外隐身提供了重要手段。结合光子晶体的结构和工艺特性,总结了现有光子晶体红外光谱特性调控机理、调控设计方法和材料类型,包括周期结构优化、化合物材料、金属材料、等离子和超导材料等引入在光子晶体红外带隙调控方面的应用,并对光子晶体的未来发展进行了展望,以期对光子晶体在带隙调控和目标隐身等需求提供借鉴。     

三维胶体晶体结构和传输特性分析

利用时域有限差分法和实验结果对胶体晶体结构和传输特性进行了研究.构成三维胶体晶体的小球直径和折射率对禁带的位置会产生影响,用时域有限差分法对不同参数的胶体晶体进行了数值计算.计算结果和实验数据表明三维胶体晶体在纵向存在带隙,而且可以得到透反射谱和不同位置的场分布.     

具有陷波功能的超宽带缝隙天线的设计与研究

提出了一种具有陷波功能与分形调谐支节的新型超宽带缝隙天线.该天线的结构类似于一般的微带缝隙天线,通过采用分形调谐支节引入半波长谐振结构,使得该天线不仅具备了超宽带缝隙天线的优点,还具备灵活可调的陷波功能.通过计算、测量和尺度放大实验,充分考察了天线的频域特性.实验结果表明该天线的工作频带为2.66～10.76 GHz,在4.95～5.85 GHz频段上具有陷波功能,同时具有相对稳定的辐射方向性和近似的全向特性.该研究对设计小型超宽带天线具有一定的价值.     

Conformal double exponentially tapered slot antenna (DETSA) on LCP for UWB applications

We discuss the use of a double exponentially tapered slot antenna (DETSA) fabricated on flexible liquid crystal polymer (LCP) as a candidate for ultrawideband (UWB) communications systems. The features of the antenna and the effect of the antenna on a transmitted pulse are investigated. Return loss and E and H plane radiation pattern measurements are presented in several frequencies covering the whole ultra wide band. The return loss remains below -10 dB and the shape of the radiation pattern remains fairly constant in the whole UWB range (3.1 to 10.6 GHz). The main lobe characteristic of the radiation pattern remains stable even when the antenna is significantly conformed. The major effect of the conformation is an increase in the cross polarization component amplitude. The system: transmitter DETSA-channel receiver DETSA is measured in frequency domain and shows that the antenna adds very little distortion on a transmitted pulse. The distortion remains small even when both transmitter and receiver antennas are folded, although it increases slightly.     

基于光子晶体的物质的量浓度测量研究

采用平面波展开法模拟graphite格子二维光子晶体的禁带结构,研究了三种溶液温度和质量摩尔浓度分别对光子带隙的影响。其中半乳糖、木糖和核糖溶液分别为graphite格子二维光子晶体的空气孔介质材料。结果表明,当质量摩尔浓度恒定而温度变化,光子带隙随其发生变化;而当溶液温度恒定时,光子带隙随溶液质量摩尔浓度发生变化。较高质量摩尔浓度和较高温度的溶液更容易形成光子带隙。在某些情况下,核糖溶液比半乳糖和木糖溶液更容易实现光子带隙。     

Photonic band gap of the photonic crystals with chiral and negative-index materials

In this paper, the photonic band gap of photonic crystals with chiral and negative-index materials alternately is investigated. It is shown that this kind of photonic crystal exhibits very wide photonic band gap. The photonic crystals with a defect layer have a narrow defect mode in the band gap, which can be used as a very good filtering material by choosing the parameters of the defect layer properly.