微波異向介質(zhì)實驗與應(yīng)用研究.pdf

1、本學(xué)位論文以異向介質(zhì)為研究背景，主要工作為實驗驗證微波頻段異向介質(zhì)的基本特性及相關(guān)的物理現(xiàn)象，并研究其在耦合器、周期結(jié)構(gòu)及天線中的可能應(yīng)用。 本文第一部分設(shè)計并實現(xiàn)了主波導(dǎo)中填充異向介質(zhì)的反向波導(dǎo)耦合器。由于在主、副波導(dǎo)邊界上必須滿足相位匹配條件，當電磁波進入主波導(dǎo)并在其內(nèi)傳播時，將被反向耦合到填充普通介質(zhì)的副波導(dǎo)中。實驗結(jié)果驗證了異向介質(zhì)與普通介質(zhì)之間能量的反向耦合，同時也驗證了異向介質(zhì)中坡印廷矢量與波矢具有相反的方向。

2、 本文第二部分利用具有寬頻帶特性的異向介質(zhì)材料，設(shè)計和實現(xiàn)了多種一維異向介質(zhì)－普通介質(zhì)周期結(jié)構(gòu)，并實驗驗證了這種周期結(jié)構(gòu)中零階光子禁帶的存在以及其獨特的性質(zhì)。這種光子禁帶由于結(jié)構(gòu)的平均折射率為零，其禁帶的頻率不會隨結(jié)構(gòu)周期的改變而改變。 本文的第三部分研究了利用雙曲線型色散特性的各向異性異向介質(zhì)提高天線方向性的方法，建立了實現(xiàn)高指向性輻射條件的理論模型，利用時域有限差分方法進行數(shù)值仿真，得到了理想的窄波束寬度的輻射特性，并進一