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对于电磁人工电磁材料对称性与计算策略普通

收藏本文 2024-01-25 点赞:22044 浏览:96824 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:人工电磁材料由于其具有自然界材料所没有的特性成为了近年来的探讨热点,其在微波、光学以及声学领域有很大的运用前景。本论文利用群论浅析人工电磁材料中的对称性,并且指出对称性对于人工电磁材料特性浅析中的作用。本论文的主要工作可以概括为:1.通过对二维电磁带隙结构基元的点群浅析,提出了其简约布里渊区和对称点群间的联系,并将这一联系运用到典型的二维电磁带隙结构的色散能带图的浅析中。2.浅析了非完全对称电磁带隙结构。分别探讨了由过孔的变化、金属贴片的变化以及周期排列的变化引起的非完全对称电磁带隙结构,通过无限周期单元模型,得出了它们的表面波抑制带隙和同相反射相位带隙。指出了非完全对称性对于电磁带隙结构的表面波抑制带隙和同相反射相位带隙影响的变化规律,特别指出了过孔的偏置和倾斜设置在入射波的一定极化条件下可以使得电磁带隙结构产生双同相反射相位。3.探讨了非完全对称电磁带隙结构在微带天线中的运用。利用非完全对称电磁带隙结构直接加载圆形缝隙环馈电二元微带天线阵,可以有效的减小天线间的互耦。进一步,为了保证天线阵列的谐振频率不变,采取了改善的介质覆层加载电磁带隙结构,结果表明该结构在减小天线间互耦的同时,保证了谐振频率未受影响。这一结果的作用在于,打破了电磁带隙结构设计中对于对称性的严苛要求,即使不能满足完全对称性的要求在适合的运用场合仍然可以发挥作用。4.以典型的双负媒质型结构为例,探讨了对称性在双负媒质基本电流分布中的运用。利用型结构的点群对称性以及其不可约表示和特点标,得到了型结构的两种基本电流分布,进而得到了这两种基本电流分布和外加电场极化之间的对应联系,最后定性的给定了型结构这种双各项异性媒质的本构方程参数。5.利用高阶矩量法结合NURBS建模浅析了理想导体圆柱组成的光子晶体结构在平面波入射时的散射特性。关键词:人工电磁材料论文电磁带隙论文光子晶体论文双负媒质论文群论论文对称性论文

    摘要5-6

    Abstract6-11

    第一章 绪论11-19

    1.1 人工电磁材料11

    1.2 光子晶体及电磁带隙结构的进展背景11-13

    1.3 光子晶体及电磁带隙结构的浅析策略13-14

    1.4 电磁带隙结构的运用14-15

    1.5 双负材料的进展背景15-16

    1.6 本论文的主要内容和安排16-19

    第二章 电磁带隙结构的基本论述19-33

    2.1 MT-EBG的等效媒质模型19-21

    2.2 电磁带隙结构的表面波21-23

    2.3 电磁带隙结构的传输线模型23-24

    2.4 电磁带隙结构的漏波24-26

    2.5 电磁带隙结构的同相反射相位特性26-28

    2.6 电磁带隙结构与软硬表面的联系28-30

    2.7 电磁带隙结构的分类30

    2.8 电磁带隙结构的测量策略30-32

    2.8.1 表面波带隙的测量策略30-31

    2.8.2 同相反射相位的测量策略31-32

    2.9 本章小结32-33

    第三章 电磁带隙结构中的对称性33-53

    3.1 二维晶体的周期性33-36

    3.1.1 实空间33-34

    3.1.2 倒易空间34-35

    3.1.3 布里渊区35-36

    3.2 二维晶体的对称性36-42

    3.2.1 旋转对称性36

    3.2.2 镜像对称性36-40

    3.2.3 简约布里渊区40-42

    3.3 二维晶体的色散特性42-48

    3.3.1 周期媒质中的波42-46

    3.3.2 色散表面和色散图46-48

    3.4 二维电磁带隙的简约布里渊区实例48-50

    3.5 二维电磁带隙的对称性和表面波的联系50-52

    3.6 本章小结52-53

    第四章 非完全对称的电磁带隙结构53-73

    4.1 过孔引起的非完全对称EBG结构53-61

    4.1.1 偏置过孔EBG结构53-55

    4.1.2 斜过孔EBG结构55-58

    4.1.3 椭圆过孔EBG结构58-61

    4.2 Patch引起的非完全对称EBG结构61-65

    4.2.1 紧致曲线EBG结构61-63

    4.2.2 宽带Patch EBG结构63-65

    4.3 排列周期引起的非完全对称EBG结构65-70

    4.3.1 长方形格子排列EBG结构65-68

    4.3.2 曲面排列的EBG结构68-69

    4.3.3 准周期EBG结构69-70

    4.4 本章小结70-73

    第五章 非完全对称电磁带隙结构在天线中的运用73-87

    5.1 天线的表面波73-75

    5.2 天线间的互耦75-76

    5.3 天线间的隔离度76-79

    5.4 微带阵列79-81

    5.4.1 单元天线的性能浅析79-80

    5.4.2 阵列性能浅析80-81

    5.5 微带天线阵列加载EBG结构81-85

    5.5.1 非完全对称的EBG结构81-83

    5.5.2 EBG加载天线阵列83-85

    5.6 本章小结85-87

    第六章 双负材料中的对称性87-93

    6.1 双负材料的基本特点87-88

    6.2 对称性与双负材料的场方式88-91

    6.3 本章小结91-93

    第七章 电磁算法在光子晶体中的运用93-101

    7.1 NURBS面片上定义高阶基函数93-95

    7.2 高阶矩量法求解积分方程95-97

    7.3 计算实例97-99

    7.4 本章小结99-101

    第八章 结束语101-105

    8.1 本论文的主要工作101-102

    8.2 下一步的探讨方向102-105

    致谢105-107

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