等離子體波導(dǎo)小型化理論研究及其仿真.pdf

1、現(xiàn)代通信和雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展對微波器件的性能提出了越來越高的要求。結(jié)合等離子體技術(shù)的新型微波器件，其性能可以獲得巨大改善。本文通過理論研究和數(shù)值仿真計算表明，磁化等離子體波導(dǎo)具有傳統(tǒng)波導(dǎo)無法比擬的新特性。 本文首先從等離子體的宏觀性質(zhì)入手，由流體動力學(xué)方程出發(fā)，推導(dǎo)了磁化等離子體的介電常數(shù)。然后研究了無界磁化等離子體中電磁波的傳播特性，分別得到了平行磁場和垂直磁場傳播的電磁波的色散關(guān)系。本文著重研究了磁化等離子體波導(dǎo)中，當(dāng)電磁波頻率

2、小于等離子體頻率，大于HF波段情況下的導(dǎo)行情況。數(shù)值計算和理論分析表明，在沒有電子漂移的情況下，磁化等離子體波導(dǎo)中存在空間電荷波模式。這一模式的通帶從零到等離子體頻率，而且不依賴于結(jié)構(gòu)尺寸。然而，波的相速依賴于等離子體頻率和結(jié)構(gòu)尺寸，并且非常慢的波可以存在于非常小尺寸的波導(dǎo)中。該發(fā)現(xiàn)為波導(dǎo)的小型化和新型等離子微波（含射頻）延遲線奠定了理論基礎(chǔ)。所有模式具有相同的通頻帶，只要激勵了，就可同時在波導(dǎo)中傳播。從麥克斯韋方程出發(fā)，嚴(yán)格推導(dǎo)了空間