太赫兹光子晶体光纤与天线设计

以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料为基质,设计了一种空芯多孔包层结构的太赫兹光纤,中心的大孔缺陷用于传输太赫兹波,周围四层小孔可以将太赫兹波的传播限制在缺陷内部。利用COMSOL软件对光纤的损耗特性进行仿真分析发现,光纤在0.6 THz的泄露损耗低于0.1 dB/m,具有良好的传输特性。和金属波导口可以当作天线辐射电磁波的原理相似,光纤的端面也可以作为天线将内部传输的太赫兹波向外辐射,通过仿真分析,天线在0.59~0.61 THz的回波损耗低于-25 dB,方向性系数大于20 dB,半功率波束宽度约为13。     

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。     

0.2 THz频段的光子晶体微带天线研究

将缺陷型一维光子晶体应用在微带天线上,设计了一款工作在0.2 THz 频段处的光子晶体微带天线,并且利用基于有限元法的三维电磁仿真软件 HFSS 以及软件 Origin 进行模拟仿真及作图。研究表明：光子晶体微带天线的增益可以达到9.3 dB,与普通微带天线相比增益增加了2.5 dB。并且讨论了光子晶体的周期层数对微带天线的影响,发现光子晶体周期层数为3层时,天线的回波损耗最低。然后以周期层数为3层的光子晶体微带天线为例,讨论了不同的光子晶体与微带天线的距离对天线的增益和回波损耗的影响。     

W-shaped enhanced-bandwidth patch antenna for wireless communication

In this paper a novel form of the familiar E-shaped patch antenna is presented. In the presented approach, by using the genetic algorithm (GA) based on fuzzy decision-making, some modifications have been implemented to the incorporated slots which lead to even more enhancement in the antenna bandwidth. The MOM (Method of Moment) is employed for analysis at the frequency band of 1.8GHz–2.6GHz by the optimization parameters of supply locations and slot dimensions. In the implemented fuzzy system, inputs are parameters like population, and outputs are parameters like recombination to produce the next generation. Fuzzy inference system (FIS) is used for the control of GA parameters. The design is also optimized by successive iterations of a computer-aided analysis package and experimental modifications. Prototype antenna, resonating at wireless communication frequencies of 1.88 and 2.37 GHz, has been constructed and experimental results are in relatively good agreement with the analysis. Dimensions of the modified slots for bandwidth enhancement, while maintaining good radiation characteristics, have been determined and the obtained antenna bandwidth of 36.7% is larger than that of a corresponding unslotted rectangular microstrip antenna or a conventional E-Shaped patch antenna. Details of the antenna design approach and experimental results are presented and discussed.     

环烯烃聚合物太赫兹光子晶体光纤设计与制造

为降低传输损耗,在太赫兹波段采用具有低吸收损耗的环烯烃共聚物作为基质材料,设计了一种太赫兹光子晶体光纤。通过全矢量有限元法模拟仿真,对光子晶体光纤的损耗和频率的关系进行了分析计算。结果表明,这种光纤在太赫兹频段具有良好的传输特性,大大优于传统的金属波导,且该类型光纤还具备良好的弯曲性能,在太赫兹频段具有重要应用价值。     

光子晶体微带天线的设计与仿真

以传统的介质型光子晶体结构为基础,提出了一款新型的光子晶体微带天线,其介质板中空气孔洞按三角形点阵形式周期排列于介质板上下两层,其高度为原有高度的一半,研究该结构对天线性能的影响。结果表明:该结构的引入使天线的回波损耗降低到–44 dB,天线具有更好的阻抗特性和辐射效率,天线全向性增强,达到了改善天线性能的目的。此外,由于该结构的特殊性,讨论了天线加入缺陷结构后的禁带特性。     

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.     

复式晶格红外光子晶体光纤的设计与性能分析

提出一种基于复式三角晶格的红外光子晶体光纤,该光纤采用具有优良透过特性的Ge30Sb8Se62硫系玻璃作为基底材料,由圆形与方形两种介质柱组成晶格,两者按横、纵向上错位相间嵌套排列,每个介质柱与相邻介质柱的夹角都成60°。文章采用平面波展开法和有限元法分析了不同结构下该光纤的光子带隙和限制损耗特性,通过优化光纤的结构参数,获得了10.6μm处大带隙、低损耗的光子晶体光纤。     

一种应用于无线通信系统的MIMO天线

MIMO系统是通过不同的分集技术,以实现在相同带宽和发射功率的条件下大幅改善系统容量和可靠性,减小信道失真。作为系统关键模块之一的天线,则要求有着好的分集特性,并接收较多的这波。这里提出的MIMO天线工作在2．4GHz,天线单元是等边三角形贴片天线。三角形天线的宽波瓣可以使MIMO天线接收更丰富的多径这波,与天线单元的高增益相结合能较好改善MIMO系统的SNR和抗干扰能力。通过对天线端口间的互耦和相关性分析,该系统能实现好的极化和方向图分集,获得高的分集增益。     

点缺陷半径变化对光子晶体直接耦合结构THz波调制器性能的影响

点缺陷构成的微腔对THz波调制器的性能起着决定性的作用,而在实际制作加工过程中,由于工艺的原因,光子晶体的结构参量会产生偏差,难以制备出孔径毫无偏差的光子晶体,且介质柱的放置位置不能达到完全精确,因此光子晶体器件的性能也因此会受到一定程度的影响。文中重点讨论了点缺陷介质柱的半径变化对直接耦合结构的THz波调制器性能的影响,为光子晶体调制器的实际制作和相应的误差分析提供了理论帮助。     

基于二维光子晶体的多频段太赫兹波滤波器研究

基于二维光子晶体,提出一种多频段 太赫兹(THz)波滤波器。在光子晶体中引入3条平行的横向波导,通过改变介质柱的半 径或插入半径较小的介质柱在 相邻波导之间构成耦合区域,使特定频率的THz波从中部波导耦合至上、下侧光子晶体波 导并分别从端口2和1输出, 其余的THz波经中部波导从端口3输出,最终达到多频段滤波的效果。利用时域有限差 分法和平面波展开法对所提出 的器件计算和仿真结果显示,频率为f=3.24和3.75THz的THz波分 别从端口1、2和3输出中,传输效率分 别达到95%和99% ,表明本文结构能很好实现多频段滤波效果。     

Reconfigurable dual-band circularly polarized microstrip patch antenna for wireless applications

A new design of reconfigurable single-feed circular patch microstrip antenna for dual-band circular polarization application is proposed. The dual-band functionality is realized through incorporating cross-slots of equal slot length in the circular patch and utilizing two PIN diodes to switch the slots on or off. A pairs of tuning stubs are used to tune the circular polarization performance. The design process is presented and good results were obtained.     

A wideband linear U-slot microstrip patch antenna array for wireless application

Microstrip antennas suffer an inherent disadvantage of narrow impedance bandwidth, normally within 5%. In this article, a single layer linear U-slot microstrip patch antenna array is designed, fabricated and characterised. The measured results agree well with the simulated, showing an enhanced impedance bandwidth (voltage standing wave ratio < 2) of 10.6%, ranging from 5.35 to 5.95 GHz, on an FR4 substrate. The antenna array has high efficiency and gain. Only a pair of sidelobes appear in the E plane radiation pattern. The reported linear array design can provide a method of expanding to 4 × N antenna array for satellite to ground communication operating at C band.     

二维硅基三角形气孔光子晶体的带隙分析

研究了以硅为背景介质周期性排列的等边三角形气孔构成的三角晶格二维光子晶体,把平面波展开法用于光子晶体能带结构的数值研究,分别改变等边三角形气孔边长、晶格常数和晶格基元旋转角度,研究带隙变化规律。研究结果表明:三角形气孔边长、晶格常数和晶格基元旋转角度的适当改变可以使光子晶体出现完全带隙,优化结构参数给出了一个完全带隙。     

基于光子晶体的太赫兹微带贴片天线的设计

本文设计了一个以二维光子晶体为基底用于太赫兹无线通信的微带贴片天线（0.4-0.6Thz）。太赫兹波介于微 波和光频之间,占有很大的带宽,随着人们对通信质量的要求越来越高,太赫兹通信将成为必然趋势。用二维光子晶 体做基底,有抑制表面波,提高天线的方向性,增益和效率等特性。文章中设计的天线的带宽,增益和方向性分别达 到了31.7%,6.7DB 和8.5DBi,为未来短距离无线通信和太赫兹空间通信提供了参考。本文选用了CST 仿真软件。     

锥台型光子晶体在太赫兹波段的透射特性

设计一种工作于太赫兹波段的锥台型光子晶体,利用CST软件研究了光子晶体的禁带特性。通过在0.3~1 THz范围内进行模拟仿真得出,锥台型光子晶体存在光子禁带。与普通的圆柱形光子晶体进行了对比,并对不同的参数进行仿真发现:禁带范围会随着参数的改变而整体移动,其中取锥台顶部半径0.05~0.1 mm间隔0.01 mm,发现随着锥台顶部圆的半径的减小,禁带向高频方向移动。取晶格常数0.2~0.3 mm间隔0.05 mm发现随着晶格常数的增大会使禁带向低频方向移动。研究结果为太赫兹光子晶体波导研究提供理论依据。     

基于寄生振子的多频印刷天线

RFID技术近年来发展迅猛,但是各国使用的频段却不统一。为了增强RFID系统的兼容性,本文设计一款应用于RFID标签的3频印刷天线。采用加载寄生振子实现天线的3频工作。使用ADS仿真软件对本文所设计的天线进行了仿真研究,结果表明反射损耗小于-15dB时天线的工作带宽分别为782.5～851.1MHz,919.3～995.5MHz,2.446～2.577GHz,满足设计要求。这3个频段分别覆盖了中国划分的两个RFID频段以及国际通用的2.45GHz频段。     

一种S波段宽带微带贴片天线阵列的设计

介绍了一种宽带微带贴片天线单元及2元阵列的设计方法,天线工作的中心频率为rl_5OHz（S波段）。天线单元设计中采用口径耦合理论和层叠贴片天线结构,有效增大了天线的阻抗带宽。仿真结果表明该天线阵列实际增益达到11．9dB;在2．27～2．78GHz频率范围内端口驻波比小于2,相对带宽为20．4％;交叉极化电平为-31dB,证明该天线阵具有宽频带、低交叉极化等优良性能。     

毫米波段非谐振型低副瓣波导缝隙天线的改进型设计方法

在毫米波段,为了更精确、快速地设计出非谐振型低副瓣波导缝隙天线,提出了一种改进型解析方法,具体方法为在传统的斯蒂文生公式引入一个修正因子。该修正因子可大幅度提高波导宽边上的径向缝隙偏移量的解析计算精度。一般情况下,传统斯蒂文生公式仅适用于长宽比大于10∶1的窄缝设计。而此方法则可用于低副瓣、长宽比接近4∶1的宽缝波导缝隙天线的快速设计。对修正公式进行了理论分析,并使用改进型公式,设计加工出了一个工作频率为60 GHz的波导缝隙原型天线,实测增益和副瓣电平分别为14.8 dB和-25 dB。仿真结果以及测试数据吻合良好,证实了此改进型方法的有效性。     

Design of CPW-fed asymmetric slot UWB antenna for wireless application

A compact Ultra-WideBand(UWB) slot antenna is presented in this paper. The slot is modified rectangular in shape and asymmetrically cut in the ground plane. A hexagonal patch with two stepped CoPlanar Waveguide(CPW) feed is used to excite the slot. Wider impedance bandwidth is achieved due to the extra inductive reactance created by the asymmetric slot which neutralizes the capacitive reactance of the hexagonal patch. The measured impedance bandwidth of the proposed antenna is 11.85 GHz(2.9–14.75 GHz). The radiation patterns of the proposed antenna are obtained and found to be omni-directional in H-plane and bi-directional in E-plane.