一、平行板多层介质径向波导的本征方程（论文文献综述）
余承勇[1]（2021）在《生物质材料微波介电性能变温测试技术研究》文中研究表明生物质材料作为生物质类可再生能源的主要原材料之一,其微波介电性能参数,即介电常数和介电损耗,二者的调配恰当与否将直接影响材料在微波热解过程中能量转换速率和效率。因此,在微波热解时,通常有必要通过合理添加催化剂或微波吸收剂来调节材料的介电性能。而添加剂种类与添加量的选择,在一定程度上依赖于变温环境下生物质材料介电性能的准确测试。部分现有测试方法可以较好地适用于生物质材料介电性能的常温测试,但有效的变温测试方法及系统则显着匮乏。导致该问题的主要原因是生物质材料在变温呈现的特殊性:一方面,材料的挥发性强、易形变,且反应中会出现固、液、气等多种形态;另一方面,材料的介电性能随温度变化跨度大（数量级的变化）,并且复介电常数频率依赖性高等。上述因素要求介电性能测试方法与系统既要兼顾宽频带、高精度以及较宽的测量范围,又要实现原位变温检测,同时要防止样品对系统造成污染等,使得现有的大多数高温测试手段难以适用。针对上述难题,本文从理论研究、夹具设计、测试建模和系统研制四个方面,开展生物质材料微波介电性能变温测试技术研究。在对已有测试方法及系统的分析基础上,针对生物质材料变温介电性能测试,提出并设计了高低温分体式的渐变型开路同轴谐振腔作为测试传感器,解决了测试分辨率不足与原位变温测试难的问题,显着提高了腔体品质因数及高温稳定性,同时解决了挥发物污染问题。利用模式匹配法以及针对回转体结构谐振腔的高阶矢量有限元快速数值分析方法,建立了开路同轴腔法的复介电常数测试模型。根据变温测试需求,研制了高温真空保护系统,通过系统集成和编写测试软件实现了自动化测试。本文的主要研究内容和创新贡献归纳如下:1.明确阐述了生物质材料介电性能变温测试技术的研究意义,通过仔细查阅、分析国内外关于生物质材料介电性能测试的相关研究,归纳总结了现有测试方法及装置存在的问题及难点。针对相关问题,本文提出了新的结构与方法,目的在于对生物质材料在变温过程中的介电性能进行原位测试。2.针对谐振腔本征值问题的理论分析,首先对圆波导、同轴线的模式及场分布作了简要介绍,采用模式匹配算法对重入式同轴腔进行了推导。为了处理复杂结构谐振腔的本征值求解问题,引入并介绍了变分法原理和有限元分析过程。最后对两种方法优缺点进行了对比,为后续测试模型的建立提供了理论基础及方法。3.根据生物质材料温变特性,选取开路端接截止圆波导的开路同轴腔作为测试传感器,以实现样品的高灵敏度原位测试。综合考虑样品加热、腔体品质因数以及样品尺寸大小等要求,引入了渐变和杂模抑制结构,提出了宽频带渐变型开路同轴腔。为进一步提高测试传感器高温工作性能,提出了分体式设计方法,实现了兼具高品质因数、高稳定性、加热速率快、使用寿命长等特点的新型高温同轴腔研制。4.针对常规型开路同轴腔,采用模式匹配算法建立了高精度、求解速度快的分层材料测试模型。对于结构复杂的渐变型开路同轴腔,利用其回转体特点,基于高阶矢量有限元法提出了一种基于回转体模型的区域分割分离计算方法,建立了旋转对称复杂结构谐振腔测试物理模型,解决了介电性能高精度快速求解问题。针对多个典型案例,从求解精度与速度两方面对不同方法做了详细的对比分析。为实现变温下的高精度测试,从变温腔体校准和变温试样修正两个方面提出了变温测试理论,完成了常温到变温的测试模型建立。5.为建立变温测试系统,研制了真空隔热系统以提高测试传感器的工作性能与使用寿命;采用超音频电磁感应加热设备和自制感应线圈实现了对腔体局部的快速加热;利用水冷循环系统对真空系统和腔体进行保护,结合温度控制与采集系统,实现了样品区温度的自动化控制。通过系统集成、测试流程的确定以及自动测试软件编写,实现了材料介电性能的变温自动化测试。6.通过大量实验对测试系统的可靠性和稳定性进行了评估,通过测试几种常用参考样品,并与公开文献中测试数据进行对比,验证了测试系统的准确性。对两种典型生物质材料进行了测试,并对结果作了分析。通过原理分析与理论计算法,明确了主要系统误差源及其不确定度,并对测试误差进行了计算与综合,完成了系统整体性能的评估。实验结果表明,本文建立的变温测试系统,实现了对包括典型生物质在内的多种材料在0.3～3GHz、室温～1000℃条件下介电性能的原位变温测试。
张佳豪[2]（2021）在《空间微分器的光场调控与时间响应》文中研究指明以光作为信息载体的光学模拟计算,可突破电子器件在未来集成度和数据处理速度方面的发展限制。由于光场传播、干涉等物理过程在空间上的并行性,空间域模拟计算在信息处理方面具有超快速、大通量、低能源损耗等优势。其中空间微分作为模拟计算的重要组成部分,可直接用于图像的边界提取,有望在模式识别、自动驾驶等领域得到应用。本文围绕空间微分器的光场调控和时间响应展开研究。在光场空间调控方面,通过构建空间耦合模理论来描述激发模式时光场间的耦合和干涉过程,得到不同耦合状态下微分器件的空间频谱传递函数和相应的光场空间变换。在光场时间响应方面,通过构建时空耦合模理论,给出不同耦合状态微分器对脉冲包络的变换,得到在临界耦合时空间微分的时间响应和器件处理速度。在表面等离激元空间微分器研究中,以空间耦合模理论为指导,得到器件对光场空间变换和实现微分运算的原理。分析指出在不同耦合条件下,器件对模式的泄漏光场具有不同的振幅和相位调制,出射场是由泄漏场与背景场空间干涉形成,因此出现不同的空间变换。在临界耦合条件下,泄漏场振幅与背景光场相同,但相位差π,且在空间具有一段纵向位移,两场干涉相消形成一阶微分。在正入射光激发介质柱驻波场研究中,利用耦合模理论得到不同耦合状态下透射端传递函数特点和光场变换。分析指出正入射空间一阶微分器的实现需打破结构的空间对称性。在周期性介质柱中设计出空间对称结构的二阶微分器和非对称结构的一阶微分器,并展示了相应的图像边界提取应用。正入射器件有效避免了复杂光路入射角度的校准问题,有望在片上集成器件中发挥作用。在空间微分器的时间响应研究中,通过构建时空耦合模理论得到脉冲光场入射下空间线型随时间的变化。分析指出等离激元空间微分器在临界耦合时,器件对脉冲光场的时空变换对应为波包在时空方向的一阶微分。因此器件能够进行有效空间微分需要入射脉冲信号维持一段时间的平稳输入,并由此估算出空间微分器件的典型处理速度高达1013帧/秒。
金俊[3]（2020）在《人工磁导体在毫米波无源器件中的研究与设计》文中进行了进一步梳理随着新一代5G通信系统的逐步商用与部署,微波以及毫米波通讯技术也在迅速发展中。然而,5G通信系统高速率、低时延的实现受限于各种具有优越电性能的射频器件,尤其是在毫米波频段。人工磁导体（AMC）作为一种新型超材料,它具有自然界中传统物理材料所不具备的优秀电磁特性,即具有理想磁导体对平面波的同相反射特性以及限制电磁波传播的电磁带隙特性,能够突破射频天线以及射频器件的结构设计极限,提高射频天线以及射频器件的整体性能。本论文着重研究了人工磁导体的电磁带隙特性在毫米波无源器件中的设计应用。本文首先在分析研究了人工磁导体结构电磁带隙特性工作原理的基础上,设计了一种中心频率位于毫米波频段的人工磁导体结构,并讨论了人工磁导体结构参数对电磁带隙特性中心频率与相对带宽的影响作用,随后引入了一种基于人工磁导体结构的理想磁导体封装结构,由此设计了一款具有三层结构的毫米波功率分配器。加载理想磁导体封装结构的毫米波功率分配器在27GHz到31.5GHz频段之间实现了各输出端口的等幅同相输出,相比于传统微带功率分配器,传输性能提升了约20%,并且改善了谐振特性。然后,针对上述中提出的蘑菇型人工磁导体结构可调参数甚少,电磁带隙范围不易调控的问题,改进设计了一种新型十字交叉的人工磁导体结构,该结构设计简单,相比于上述中的蘑菇型毫米波人工磁导体单元,不仅降低了约46.7%的剖面高度,缩小了体积,而且具有更加易于调节的参数化特性,能够得到频段更为精准的电磁带隙,并将其运用于毫米波3-d B定向耦合器的设计中,受益于前文中的三层结构设计,该毫米波3-d B定向耦合器实现了在约20%的相对带宽内,输入端到直通端与耦合端的插入损耗基本小于3.5d B,回波损耗小于-30d B,隔离度大于15d B,且直通端口和耦合端口具有90o±2.5o的相位差。最后,重点介绍分析了基于人工磁导体结构的印刷脊间隙波导的模型结构,工作原理以及色散特性,并验证了其作为毫米波传输波导的可行性。为了后期加工实测的准确性,提出了一种简单有效的从微带到印刷脊间隙波导的过渡结构,并基于印刷脊间隙波导分析了半波长微带传输线谐振器结构,最后设计了一款采用毫米波印刷脊间隙波导技术、且具有双传输零点的四阶耦合谐振器带通滤波器,该带通滤波器通带内的插入损耗小于0.8d B,回波损耗大于15d B,通带两侧各有一个传输零点,具有频率选择性好,带外抑制能力强的特点。将前面的三层结构设计改进为两层结构,进一步地降低了剖面高度,缩小了体积,使其更易于与其他微波以及毫米波电路和系统集成。
马骁[4]（2020）在《高功率微波阵列天线若干关键技术研究》文中指出随着高功率微波（HPM）技术的快速发展,高功率微波源的输出功率由原先的MW级提升至GW级,现阶段常用的高功率微波天线面临着许多问题亟待解决。特别是,传统机械式波束扫描难以应对瞬息万变的现代战场,这对高功率微波天线技术提出了新的挑战。高功率微波技术与传统微波技术在源的输出模式与功率、传输波导的尺寸与传输模式、功分网络及移相器等方面存在着明显差异,若是照搬传统微波天线的设计方法,将会遇到功率容量的问题。本文从目前遇到的实际问题出发,对高功率微波阵列天线的若干关键技术展开研究,旨在解决高功率微波天线在小型化、效率、波束扫描等方面存在的问题。主要内容分为以下五个部分:1.高功率微波的平面反射阵天线与紧凑型馈源的研究阐述了平面反射阵天线设计的基本理论。研究了平面反射阵天线相位补偿技术,以及常用单元的设计方法。由高功率微波馈源的缝隙口径场分布推导了临界缝隙宽度,作为提高缝隙功率容量的指导。对紧凑型缝隙阵列的相位分布进行了研究,提出了基于层次分析法的快速优化算法用于对紧凑型高功率微波缝隙阵列综合问题进行分析。2.紧凑型圆口径高功率微波天线的设计受到高功率微波径向线缝隙阵列天线的启发,采用同轴腔作为紧凑型圆口径高功率微波天线的馈电波导,将天线径向尺寸控制在0.7λ,实现了天线的低剖面。对临界缝隙宽度进行了计算,采用宽缝阵列提高了功率容量。利用TM020模式作为实现紧凑口径的馈电模式,并基于模式耦合的思想消除过模同轴波导带来的不连续性,改善了天线的阻抗匹配。从圆形口径反射面及反射阵天线的口径效率的角度出发,提出可以在紧凑口径上实现波束赋形的相位对消技术。该技术主要针对于馈源的边缘照射电平进行设计,与传统高功率微波馈源相比,反射面天线的增益提高了1.9dB,获得了更高的反射面天线的口径效率。3.基于非对称高次模式的矩形口径高功率微波紧凑型馈源的设计提出了棋盘格方法实现对矩形腔体的谐振模式的快速分析,基于模式耦合思想用于高功率微波馈源的紧凑结构设计。作为高功率微波馈源,该天线无需额外使用功分器和模式变换器,径向长度仅为0.82λ。采用喇叭腔加载的宽缝阵列,与普通宽缝的功率容量相比提升了122%。开展了非对称高次模式与交替排布缝隙阵的远区方向图对称性的研究,利用共形阵列技术在曲面矩形腔体实现了对波束的赋形,以提升反射阵天线的口径效率。仿真和实测结果验证了该矩形口径的高功率微波紧凑型馈源可以通过其赋形的波束显着提升反射阵天线的增益。最后,基于高功率微波馈源的紧凑结构,提出采用多馈源阵列的组合馈电方案用于提升高功率微波反射面天线的毁伤效果,相比单馈源形式的输出功率提升4.4dB。4.基于能量隧穿现象的高功率微波平面反射阵天线的设计人工制备的电磁材料具有自然界存在材料所不具备的超常电磁特性,可以突破常规材料对功率容量方面的限制。根据等效介质理论和散射参数反演法对穿孔金属薄膜及三明治材料在微波频段的电磁特性进行研究,由三明治材料的磁谐振隧穿特性,通过仿真验证了该反射阵单元具有1.6GW/m2的功率容量。研究了三明治材料对入射角和极化特性的鲁棒性,基于此设计了一款高功率微波平面反射阵天线,为进一步对高功率微波反射阵天线的电扫功能的研究提供理论依据。5.等离子体可重构的高功率微波反射阵天线的设计开展对一维非磁化等离子体与微波的作用过程的研究,基于低压氩气直流放电等离子体设计了用于高功率微波的射频开关,该开关可在μs内形成稳定的等离子体,实现电子式射频开关的快速切换功能。根据等离子体可重构的特性,提出了多位等离子体可重构高功率微波平面反射阵天线的设计方法,由仿真与实验验证了反射阵单元的移相能力,并搭建了可以对该单元的功率容量进行测试的平台。对该高功率微波平面反射阵天线的波束扫描性能进行了探索,基于该等离子体可重构单元在13×8的阵列上实现了±38°的波束扫描。
张燕辉[5]（2020）在《分层介质中弹性波散射和频散的稳定高精度算法》文中研究表明分层介质中弹性波传播问题是弹性动力学的一项重要研究内容,其相关理论在地球物理、工程勘探、无损检测和复合材料等众多领域具有广泛应用。散射和频散是研究弹性波问题的两个重要方面,本文主要集中在这两个方面的研究开展工作。与各向同性介质相比,各向异性分层介质中波传播问题的求解更加复杂,这主要体现在以下两个方面:（1）一般各向异性介质有21个独立的弹性常数,所有的位移分量耦合在一起;（2）各向异性介质中波的传播方向与能量的流动方向不一致,每层介质中向上和向下传播的波必须通过能量的流动方向进行分离。目前求解分层各向异性介质中波传播问题的数值方法大体上可分为大类。一类是基于连续模型,如传递矩阵法、刚度矩阵法等,但它们在一定条件下可能会发生数值病态,如传递矩阵法在频厚积较大时,会产生精度丢失;刚度矩阵法在频厚积较小时,会产生较大舍入误差,甚至不稳定,而且运用这类方法求解频散关系,最终会归结为求解一个关于频率和波数的超越本征问题,通常需要非常强健的寻根技术和复杂的迭代程序,很容易发生漏根现象。第二类方法是基于离散模型,如有限差分法、有限单元法等,它们克服了从超越方程找根的困难,而是转化为求解一个关于频率和波数的特征值问题,但由于需要离散,结果的计算精度取决于网格的稠密程度,尤其对于高频情况,需要采用非常稠密的网格,才能得到精确的结果,这将导致系统产生更多的自由度,从而降低计算效率。目前的方法很难同时兼顾精度、效率和稳定性三个方面的性能,因此发展既保证计算的精确性、稳定性和高效性,同时又具有广泛适用性的算法求解分层介质中波散射和频散问题具有重要意义。本博士学位论文在哈密顿辛对偶体系框架下,应用混合能矩阵法、精细积分法、Wittrick-Williams（W-W）算法和辛几何方法,建立求解分层介质中波散射系数和频散关系的高精度、高效率的稳定数值方法。主要研究内容如下:1.基于哈密顿矩阵本征理论和混合能矩阵,建立了求解分层各向异性介质中波散射问题的混合能矩阵法。基于哈密顿系统的辛结构,建立了哈密顿矩阵特征向量辛内积与坡印廷矢量之间的关系,从而实现了各向异性介质中向上和向下传播波的精确分离。在此基础上,提出了求解分层各向异性介质中波反射系数和透射系数的稳定混合能矩阵法。通过与传递矩阵法和刚度矩阵法比较,理论分析表明,传递矩阵法和刚度矩阵法分别在频厚积较大和较小时不稳定,而混合能矩阵法对于任意频厚积都稳定。该方法具有广泛的适用性,也可用于求解分层各向异性压电介质中波的反射系数和透射系数。2.结合精细积分法和W-W算法,建立了求解分层各向异性介质中波频散问题的高精度数值方法。分别基于动力刚度矩阵、辛传递矩阵和混合能矩阵,并应用精细积分法和W-W算法,提出了求解分层有限波导介质中导波、分层半无限空间中表面波和分层无限空间中Stoneley波频散关系的三种方法。理论分析表明,三种方法理论上是等价的,但基于混合能矩阵的方法比基于动力刚度矩阵和辛传递矩阵的方法数值上更稳定。通过与半解析有限元法对比证实了基于混合能矩阵的精细积分法和W-W算法对于求解分层介质中波传播问题的性能,该方法具有以下优点:（1）采用混合能矩阵格式,保证了该方法对于任意频厚积都稳定;（2）采用精细积分法,确保该方法具有较高的精度和计算效率;（3）利用W-W算法的本征值计数概念可以计算出任意范围内所需要的本征频率,而且不会遗漏任何本征频率;（4）对于求解分层介质中波传播问题具有广泛适用性,对结构的层数、厚度以及弹性材料属性没有限制。3.基于哈密顿系统的辛结构,扩展应用精细积分法和W-W算法,建立了求解分层各向异性压电-压磁介质中波频散问题的高精度数值方法。对于压电-压磁结构,常用的波动方程形式导致哈密顿矩阵的一个子矩阵不正定,这使得当每层介质划分为足够薄的子层时子层的本征值计数不为零,从而导致W-W算法不能直接应用于求解压电-压磁结构中的波传播问题。针对这一难点,本文基于哈密顿矩阵辛结构引入了辛变换,通过严格的理论分析表明,在执行辛变换之后,可确保每层介质划分足够薄的子层时,子层的本征值计数为零,从而保证了 W-W算法能够被应用。然后再扩展基于混合能矩阵的精细积分法和W-W算法给出了求解分层各向异性压电-压磁介质中波本征频率的高精度数值方法。4.基于辛几何方法和W-W算法,建立了求解带有覆盖层的半无限周期分层结构中表面波频散问题的高效算法。利用辛传递矩阵的性质,将半无限周期分层结构中的SH表面波问题转化到一个单胞上求解,从而极大地提高了计算效率。针对半无限周期分层各向异性结构,本文通过分析有限周期分层结构禁带内的本征值与半无限周期分层结构中表面波之间的关系,将半无限周期分层各向异性结构中表面波问题转化为求解一个由足够多单胞组成的有限周期分层结构禁带内少量的本征值,并利用精细积分法和W-W算法的优势,建立了求解半无限周期分层各向异性结构中表面波问题的高效算法。在此基础上,利用W-W算法的本征值计数,进一步建立了求解带有覆盖层的半无限周期分层各向异性结构中表面波本征频率的高精度和高效率算法。
陈畅畅[6]（2020）在《行波光波导探测器的研究与设计》文中指出高速高功率光电探测器是光外差技术必不可少的器件,探测器带宽决定了数据传输速度,探测器输出的THz毫米波功率决定了无线传输距离。目前探测器的带宽几乎能够到达几百GHz的程度,但探测器产生的毫米波只有毫瓦量级,这使得传输距离被限制在几米的距离上难以应用在无线传输距离要求较高的场合,高速高功率探测器成为了光外差THz技术的瓶颈。由于ROF系统的需求,高速高功率光电探测器的研制从上个世纪90年代就开始了。传统的光电探测器受RC时间常数、载流子渡越时间、波导长度、指数电流分布以及波导截面的限制难以同时达到高速和高功率的性能指标。本文介绍了一种分布式行波光波导探测器结构（TWPD,Traveling-wave photodiodes）,基于光波导探测器结构发展而来,由光电流均匀分布的光波导结构和阻抗匹配的微波波导结构构成。行波光波导探测器解决了除载流子渡越时间外其他因素的限制。本文对行波光波导探测器展开研究,成果如下:1、研究了多层毫米波有耗介质波导,通过对波导有效介电常数的求解,研究在多层情况下,波导内的场分布的连续性,并解释了其局限性;同时对多导体传输线的电报方程及等效电路模型进行分析。2、通过仿真软件BeamProp对探测器具体结构进行分析,通过调整结构参数建立探测器基本结构,在这里主要考虑了波导对光束的吸收程度,即量子效率问题;通过超模理论对仿真得到的结构进行验证,衡量光电流在波导中分布的均匀性。3、使用光波-微波混合波导结构分析行波光波导探测器,首先通过仿真软件Silvaco ATLAS仿真求取载流子渡越时间限制的带宽以及载流子浓度等器件内部特性;其次是将波导掺杂浓度转换微波波导电导率,研究高频光电流在微波波导结构中的传输特性,并对微波波导结构进行等效电路建模,研究了阻抗匹配所需要的条件,应用到行波光波导探测器中实现高速大功率的要求,并对混合共面行波光波导探测器的等效电路模型进行修正和完善。4、研究了行波光波导探测器的中速度失配带宽的限制因素,并对行波光波导探测器小信号模型进行分析。
孟祥帅[7]（2019）在《基于人工电磁超表面涡旋电磁波产生及目标近场散射》文中进行了进一步梳理涡旋电磁波是一种携带轨道角动量（Orbital Angular Momentum,OAM）具有螺旋相位波前特殊空间分布的波束,由于不同拓扑荷对应着不同的确定OAM,导致涡旋电磁波有着不同相位波前、幅度和极化的空间分布。与传统频率调制、强度调制和极化调制技术相比,涡旋电磁波能够充分利用OAM进行信息调制和复用,可以有效地调高数据传输速率和密度。且不同旋向和螺旋状极化空间分布的涡旋电磁波,尤其是不同轨道角动量之间相互正交,增加了信息调制的自由度。在目标探测和成像应用等方面可以从反射波信号中获得更多的角向相位信息,为新体制雷达研究发展指明了方向。近年来,超材料成为光学、电磁学、信息学、材料学等交叉学科新的研究热点,而超表面作为超材料的二维表现形式,因其具有灵活度高、剖面低、易于加工等优点受到广泛关注。本文利用人工电磁材料（二维电磁超表面）实现了对电磁波的调控,产生了双频双线极化双模态、线圆极化可调、多波束多模态、双线极化双模态的衍射特性涡旋电磁波,以及利用表面波调制方法产生无衍射特性高阶贝塞尔涡旋电磁波进行了研究。利用表面波调制机制各向异性全息阻抗表面实现了线、圆极化混合模态涡旋电磁波近场检测。实现了对简单导体目标近场散射进行了理论计算和实验分析。主要在以下方面有了取得了成果:1.利用反射阵调制线极化入射波产生线、圆极化可变的方法,设计了一种多谐振十字正交分布双层贴片反射阵单元,数值分析了一个极化方向单元尺寸变化对另一个正交极化方向所实现相位补偿所产生的影响。实现利用线极化入射波不同的入射极化角度即可灵活实现线、圆极化涡旋电磁波的产生。2.基于正交极化分布的双频段谐振单元之间耦合可抑制技术,针对微带阵列天线产生涡旋电磁波固有的窄带缺陷,提出并设计了双极化、双频段、双波束携带不同轨道角动量涡旋电磁波的反射阵列天线。通过全波仿真和实验测量分析了两个单波段反射阵和双波段反射阵的辐射和传输特性,证明了两组多极子正交间隔排布可以有效抑制双频段之间的耦合效应,提高反射阵产生涡旋电磁波的带宽。3.研究了各向异性全息超表面调制表面波的基本理论,借鉴光学全息概念和微波漏波原理,将各向异性全息阻抗超表面创新性地引入到涡旋电磁波的产生中。率先提出了利用各向异性全息阻抗表面产生涡旋电磁波的新机理方法,设计、制备了一款工作于20GHz样机OAM模态值为+1的天线,测量了该涡旋波天线近场辐射性能,与仿真结果吻合良好。还对其他高阶拓扑荷值OAM产生进行研究,有效地解决了空间波调制机制下剖面较高的问题,为基于人工电磁表面的涡旋电磁波天线与其他系统相集成奠定了基础。4.提出了将多个不同空间辐射方向携带不同模态OAM涡旋电磁波作为物波。根据单个全息阻抗表面阵列调制即可产生多模态OAM涡旋电磁波的思想,设计并研制出在同一辐射方向上产生正交双线极化携带不同模态OAM的涡旋电磁波天线,实现在x轴极化方向上产生OAM模态值为+1,在y轴极化方向上产生OAM模态值为-1,测量与仿真结果吻合良好。各向异性全息超表面多模态和双极化调制的灵活性和波场调控,为多模OAM涡旋电磁波复用通信奠定基础。5.提出了基于表面波调制的各向异性全息阻抗表面产生高阶贝塞尔涡旋电磁波的方法。设计并研制了正一阶贝塞尔涡旋电磁波阵列天线,测量和仿真分析了高阶贝塞尔涡旋电磁波天线传输特性,证明了各向异性全息阻抗超表面可以产生无衍射特性高阶贝塞尔涡旋电磁波。该涡旋电磁波阵列天线不仅可以解决现阶段基于轴锥棱镜原理的空馈超表面调制空间波剖面较高的问题,还可以灵活控制空间辐射高阶贝塞尔涡旋电磁波的极化方式,为高阶贝塞尔涡旋电磁波的应用奠定了坚实基础。6.基于表面波调制下线、圆极化混合轨道角动量模态检测、分离研究。本文首先讨论了现阶段涡旋电磁波的检测方法,介绍了单模、双模轨道角动量接收方式和适用范围。设计、制备了线、圆极化混合模态OAM涡旋电磁波各向异性全息阻抗表面天线,研究了涡旋电磁波的检测方法,实验和理论上分析了基于空间波调制的空馈阵列超表面产生混合轨道角动量模态涡旋电磁波的传输系数在一定工作频率范围内的变化规律,实验验证了基于表面波调制机制下各向异性全息阻抗超表面实现线、圆极化混合轨道角动量模态的检测和分离。7.在高阶贝塞尔涡旋电磁波入射场、单轴各向异性介质板内场以及球矢量波函数与柱矢量波函数之间变换的基础之上,利用连续性边界条件推导了涡旋电磁波近场照射金属板、介质板、金属球的散射场解析解,数值分析了目标近场散射的幅相分布以及OAM模态变化情况,通过仿真和实验测量进一步对金属导体散射场的情况做出了分析。
王中华[8]（2019）在《电磁场参数不确定性传播分析与应用》文中研究表明电磁场作为电力电子、通讯、远程探测等领域的重要媒介,其分布特性与传播特性分析是目前研究的热点。计算电磁学作为电磁场分析的主要理论依据,在电磁工程领域占据重要地位,一系列方法被提出用于求解复杂电磁工程问题,如时域有限差分法（FDTD）、矩量法（MoM）和有限元法（FEM）等。然而,随着电磁工程问题日渐趋于复杂、极端和高精度求解需求,确定性的电磁场分析方法已难以满足计算要求,诸多先前忽略的不确定性因素亟待深入考虑,如尺寸偏差、介质材料性能波动、激励幅相离散和服役工况变动等。虽然电磁场不确定性分析领域长期以来受到广泛关注,但整体而言该领域的研究仍存在不足,尤其针对考虑介质材料场不确定性及微波器件多源不确定性的复杂电磁场问题,如考虑非均质介质材料空间不确定性下的电磁场响应分析、多源不确定性参数下的微波器件幅相统计特性求解等方面依然存在诸多技术难点需要解决。为此,本文针对电磁场参数不确定性传播分析进行系统性研究,拟期在电磁场不确定性传播分析方面做出一些尝试性及探索性的工作。所展开的研究内容主要以电磁场不确定性分析为基础,通过考虑介质材料的空间不确定性,发展电磁场随机有限元法（EMSFEM）、电磁场区间有限元法（EMIFEM）和区间矢量有限元法（IVFEM）三种分析方法,并针对有源相控阵天线系统中核心微波器件T/R组件开展多源不确定性下的幅相不确定性传播分析研究。最终期望其为复杂电磁场问题不确定性分析提供高效计算工具,并在将来能应用于有源相控阵天线、舰船远程探测、深空探测等的空间电磁场不确定性分析中。基于上述思路,本文开展和完成的工作如下:（1）引入随机场模型度量介质材料参数的空间不确定性,提出了一种电磁随机有限元法（EMSFEM）。首先,采用Karhunen-Loève（K-L）展开方法描述介质材料参数的空间不确定性,并将其内嵌至标量亥姆霍兹波动方程;其次,基于节点有限元法构造随机平衡方程;最后,开发了适用于电磁场问题的一阶和二阶摄动随机有限元法,可高效求解任意空间位置处电磁场响应的统计矩。（2）将区间场模型引入到电磁学分析中,提出了一种电磁场区间有限元法（EMIFEM）,该方法可用于处理小样本下含空间不确定性介质材料参数的电磁场问题。首先,采用区间场模型度量介质电磁特性参数的空间不确定性,并引入区间K-L展开方法对其进行描述。在区间场模型的构建过程中,仅需任意空间点的介质材料变动边界而非精确概率分布,从而可有效降低对大样本量的依赖;其次,将区间场模型引入标量亥姆霍兹波动方程用以度量介质材料的空间不确定性,并采用节点有限元法构造区间平衡方程;最后,提出了一种适用于电磁场问题的摄动区间有限元法,可高效地求解空间不确定性下电磁场响应的上下边界。（3）在现有矢量有限元法（VFEM）和上述区间场模型的基础上,提出了一种区间矢量有限元法（IVFEM）,该方法可处理具有材料不确定性的介质填充波导本征值问题。首先,采用区间场模型度量波导中填充介质电磁参数的空间不确定性,并通过区间K-L展开对其进行描述。然后,通过将区间场模型嵌入波导标准广义本征值方程中,构造区间矢量标准广义本征方程;最后,发展了一种适用于介质填充波导本征值问题的摄动区间矢量有限元法,可准确求解介质填充波导本征值的上下界。（4）采用基于方差分解的灵敏度分析方法和基于矩的任意型混沌多项式（MBaPC）分析了多源不确定性参数对T/R组件幅值和相位的影响规律。首先,构建了微波工程中典型T/R组件的电磁数值模拟模型。然后,基于该模型进行了灵敏度分析以确定输入和输出电磁信号之间的幅值差和相位差的敏感参数。而后,采用MBaPC高效求解幅值差和相位差的前四阶统计矩。最后,基于最大熵原理结合各自前四阶统计矩信息,拟合了T/R组件的幅度差和相位差的概率分布函数（PDF）。
孙宝光[9]（2019）在《平板光波导的矩阵方法及硅波导耦合的模拟研究》文中提出集成光学是集光电子学、光波导理论、激光技术和微电子学等于一体的交叉学科,主要研究和开发光通信、光学信息处理、光子计算机和光传感等所需的多功能、稳定、可靠的光集成体系和混合光电集成体系。在集成光路中,把各个分立元件连结起来的关键元件就是光波导,其中平板光波导是集成光学中非常重要的一种波导模型,它的导模和辐射模的场分布相对简单,另外它还是各种复杂光波导的基本单元。因此,本文提出了使用矩阵理论来研究平板光波导的传播模式的方法。光源小型化对于集成光路是非常重要的,芯片上的单片光源对光互连来说是绝对必要的。因此,本文提出了一种将边发射激光器与硅波导耦合的设计方法。光纤与硅波导的耦合是集成光子学中实现芯片与芯片互联时的基本问题。因此,本文提出了一种使用等离子体波导实现光纤与硅波导耦合的设计方法。这三部分的主要工作如下:（1）平板光波导又称二维平面光波导,可以看成多层的堆栈,当平面波入射在层状介质中,在每一层边界上发生反射和透射,此时,可以使用矩阵方法来表示各层介质边界上的前向和后向波的复振幅,并写出传输矩阵。在导波模式下,二维波导在边界上可以认为没有输入只有输出,此时传输矩阵的复元素D=0,我们可以得到此导波模式下的有效折射率。再进一步由菲涅耳方程确定出光在介质表面上发生反射和折射时的连续性边界条件,最终可以得到光波的电场和磁场分布。最后我们将矩阵方法进一步推广应用于所有类型的二维平面光波导,包括多层阶跃折射率介质波导、梯度折射率波导、槽波导和等离子体波导,分别对其TE模和TM模式光传播模式进行研究,并在应用过程中证明了矩阵方法与光波导的电磁理论是一致的。研究表明,矩阵方法对于分析二维平面光波导的导波模式具有通用性,适用于所有类型的二维平面光波导。另外,矩阵方法比较简单,在导波模式下,比较容易写出二维平面光波导的传输矩阵,得到其有效折射率。矩阵方法通过对矩阵中各元素进行分析,可以对光在平板光波导传播特性进行更深入的研究。矩阵方法的进一步发展,可用于分析其他波动的问题,如电磁波,声波和弹性波。（2）本文提出的边发射激光器与倒锥硅波导对接耦合的耦合器设计方式,充分考虑耦合器制作、组装中不可避免的存在的间隙、横向和纵向偏移等情况对耦合效率的影响,并对耦合器设计进行优化以得到最佳耦合效率。本文选择的边发射激光器有两例:第一个是InGaAsP/InP边发射激光二极管,第二例是Ge/Si氧化物边发射激光二极管。我们研究发现边发射激光二极管与介质硅波导的耦合损耗主要来自:反射、底部泄漏和侧面泄漏。反射和底部泄漏随间隙偏移、横向偏移和纵向偏移而发生显着变化,两侧面的泄漏随间隙偏移、横向偏移和纵向偏移并不敏感。其中,空气间隙对耦合效率的影响最明显,可以通过间隙填充方法解决这一问题。此种对接耦合设计对光的偏振不敏感:TE和TM模式都能得到很高的耦合效率,InGaAsP/InP边发射激光二极管耦合TE模最高耦合效率为91.9%,TM模最高耦合效率为90.4%,Ge/Si氧化物边发射激光二极管TE模最高耦合效率为86.5%,TM模最高耦合效率为86.1%。此种耦合器设计,对解决由于激光器与硅波导之间折射率、尺寸差别较大而带来的耦合问题是非常有效的。本文还使用了支持向量机对耦合效率进行了回归分析,首先通过留一法、遗传算法、粒子群算法等三种寻优方法对支持向量回归模型进行参数寻优,分别得到稳定、最佳的回归模型。然后,使用支持向量机模型对耦合效率进行预测,对影响耦合效率的空气间隙、横向偏移和纵向偏移三个输入变量进行了最大耦合效率寻优、因素灵敏度和因素交互影响的分析。这对耦合器模型的设计和优化有很好的指导作用。（3）在光纤与硅波导的耦合研究问题上,本文根据等离子体波导的特性,提出了一种将锥形等离子体波导与倒锥硅波导对接的新型耦合方式。研究发现,等离子体波导对光的传播有很好的约束,随着锥形等离子体波导尺寸的变化,光的模数发生变化,从与光纤匹配的输入端的模数由1,直接增加到3,然后模数又减少到2和1,并在输出端与硅波导进行了很好的耦合。此种耦合器设计,将用来解决光纤与硅波导之间巨大的尺寸差异、折射率不匹配的问题。我们又进一步研究了耦合效率与间隙、横向偏移和纵向偏移的关系,模拟结果表明此耦合器设计具有良好的对准容差和灵活性,适合于制造,易于组装和实现。我们得到耦合器的最大耦合效率为86.8%,耦合器的有效长度大约为25μm,具有较好光谱特性。同样,我们也使用了支持向量机建模研究了空气间隙、横向偏移和纵向偏移三个输入因素对耦合效率的影响。模型数据表明,当空气间隙、横向偏移和纵向偏移的最优位置时,耦合器的最大耦合效率可以达到89%;并在此最优位置进行了其因素灵敏度的分析和因素交互影响的分析。该优化模型与耦合器的模拟数据可以相互印证,可用于指导相关实验,大大减小实验的盲目性,从而可以节约大量的人力、物力、财力和时间。
黄玮[10]（2017）在《基于加脊空隙波导的毫米波缝隙耦合微带天线技术研究》文中指出毫米波天线结构小、频带宽,能够实现窄波束、高分辨率并抑制多径干扰,同时在恶劣战场环境下衰减较小,被广泛应用于精确制导、低角跟踪雷达、机载成像雷达和卫星通信等诸多领域。加脊空隙波导作为一种新型的传输线结构,在毫米波频段有着广泛应用,本文主要研究基于加脊空隙波导的毫米波缝隙耦合微带天线技术,通过采用加脊空隙波导和紧凑型缝隙耦合结构,改进天线馈电形式,提高传输效率,进而改善毫米波天线性能。本文首先从模式场以及传输线理论出发,给出了加脊空隙波导的一般特性。根据周期点阵结构Brillouin色散图,结合全结构仿真完成周期结构的设计,并简化了设计流程。利用等效模型和电磁仿真分析加脊空隙波导结构参数与传输特性的关系,得到35 GHz下的传输线结构,并在此基础上分别设计了功分器、波导转接头以及T开路端,为后续设计馈电网络提供基础。基于加脊空隙波导结构,本文提出了一种紧凑型缝隙耦合结构。首先以单微带-缝隙耦合为原型,设计了双微带-缝隙耦合结构。而后通过对各部分功能的具体分析,利用监视电流法结合传统耦合结构的设计规律,将微带-缝隙耦合改进为贴片-缝隙耦合,实现了耦合、功分、辐射三种功能的统一。该结构能够减小底层馈电网络的复杂度,降低传输损耗并提高天线增益和口径效率。之后对该耦合结构的参数进行分析,得到了具有一般性的设计方法,使之能够应用于天线设计之中。最后,本文在上述结构的基础上,将加脊空隙波导与耦合结构相结合,分别设计了2×2子阵、8×8并馈式阵列以及8×8并联串馈式阵列。对2×2子阵的圆形阵列进行了分析,并利用监视电流法简化设计流程,得到了一种低副瓣的天线子阵。设计了8×8并馈式阵列并分析了其副瓣变化的原因。文章还设计了2×8串馈式线阵,并在此基础上组成了8×8并联串馈式阵列。通过进行电流权值优化,利用耦合结构的特殊辐射性质,使副瓣达到-20 dB,增益达到25.7 dB。对两组阵列均进行了实测,对结果进行了简要分析。
二、平行板多层介质径向波导的本征方程（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、平行板多层介质径向波导的本征方程（论文提纲范文）
（1）生物质材料微波介电性能变温测试技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景及意义 |
| 1.2 生物质材料介电性能测试研究现状 |
| 1.2.1 材料介电性能测试方法介绍 |
| 1.2.1.1 集总参数法 |
| 1.2.1.2 反射传输法 |
| 1.2.1.3 谐振法 |
| 1.2.2 生物质材料介电性能变温测试 |
| 1.3 本文的主要贡献与创新 |
| 1.4 本文的结构安排 |
| 第二章 谐振腔本征值问题理论分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 谐振腔的模式匹配算法 |
| 2.2.1 圆波导的模式及场分析 |
| 2.2.2 同轴线的模式及场分析 |
| 2.2.3 模式匹配理论 |
| 2.3 谐振腔的有限元算法 |
| 2.3.1 边值问题的经典方法 |
| 2.3.1.1 边值问题 |
| 2.3.1.2 里兹变分法 |
| 2.3.1.3 伽辽金法 |
| 2.3.2 有限元分析基本步骤 |
| 2.3.2.1 区域的离散化 |
| 2.3.2.2 插值函数的选择 |
| 2.3.2.3 方程组的建立 |
| 2.3.2.4 方程组的求解 |
| 2.4 计算方法比较 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 宽带变温同轴谐振腔研制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 宽带变温开路同轴腔优化设计 |
| 3.2.1 谐振频率 |
| 3.2.2 品质因数 |
| 3.2.3 干扰模分析 |
| 3.2.4 谐振腔激励 |
| 3.3 谐振腔综合设计与改进 |
| 3.4 谐振腔加工与调试 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 开路同轴腔介电性能测试建模 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于模式匹配法的测试模型 |
| 4.2.1 求解问题的描述 |
| 4.2.2 不同区域的场 |
| 4.2.3 边界条件的匹配 |
| 4.2.4 测试模型的建立 |
| 4.2.5 测试模型的验证 |
| 4.3 回转体谐振腔的有限元法测试模型 |
| 4.3.1 BOR模型的建立 |
| 4.3.2 矢量基函数展开 |
| 4.3.3 高阶基函数的展开 |
| 4.3.4 泛函表达式的求解 |
| 4.3.5 基于BOR-FEM的正演模型 |
| 4.3.6 基于BOR-FEM的反演模型 |
| 4.3.7 测试模型的验证分析 |
| 4.4 方法对比分析 |
| 4.5 变温测试理论 |
| 4.5.1 变温腔体校准 |
| 4.5.1.1 等温均匀腔体的变温模型 |
| 4.5.1.2 非等温腔体的变温模型 |
| 4.5.2 变温试样修正 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 高温测试系统研制与集成 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 加热系统的研制 |
| 5.3 真空隔热系统的研制 |
| 5.4 温度采集及控制系统的研制 |
| 5.5 测试系统的组成 |
| 5.6 测试流程的确定 |
| 5.7 测试软件的编制 |
| 5.7.1 软件的编程与环境 |
| 5.7.2 部分程序流程图 |
| 5.7.3 软件界面 |
| 5.8 本章小结 |
| 第六章 系统评估与测试结果分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 空载谐振腔测试结果 |
| 6.3 样品测试结果 |
| 6.3.1 测试样品的尺寸 |
| 6.3.2 典型材料测试结果 |
| 6.3.3 生物质材料测试结果 |
| 6.4 测试误差分析 |
| 6.4.1 系统误差源的确定 |
| 6.4.2 系统误差源不确定度计算 |
| 6.4.3 测试误差的计算 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 全文总结与展望 |
| 7.1 全文研究内容总结 |
| 7.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（2）空间微分器的光场调控与时间响应（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 光学模拟运算的光场调控简介 |
| 1.2.1 光场时间域的模拟运算 |
| 1.2.2 光场空间域的模拟运算 |
| 1.2.3 脉冲光场的时空域模拟运算 |
| 1.3 空间微分器的研究现状和实现原理 |
| 1.4 本文主要结构和创新点 |
| 第2章 空间与时空耦合模理论 |
| 2.1 斜入射激发传播模式的空间光场耦合干涉 |
| 2.1.1 激发模式的电磁场组成与归一化 |
| 2.1.2 空间耦合模方程建立与方程系数限制关系 |
| 2.2 正入射激发驻波场的耦合干涉和对称性分析 |
| 2.2.1 光栅激发模式的波矢匹配原理 |
| 2.2.2 激发驻波场的空间耦合模方程建立 |
| 2.2.3 空间对称性对封闭体系模式间耦合系数影响 |
| 2.2.4 开放体系方程系数限制关系与空间对称性分析 |
| 2.3 脉冲光场激发模式的时空耦合模理论 |
| 2.3.1 波包的时空维度局域性质 |
| 2.3.2 波包缓变近似下波动方程建立 |
| 2.3.3 时空耦合模方程建立与方程系数限制关系 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于表面等离激元的空间微分器对斜入射光场调控 |
| 3.1 器件的传递函数与极零点分析 |
| 3.1.1 金属表面等离激元模式与波矢匹配 |
| 3.1.2 一阶空间微分器的解析传递函数 |
| 3.1.3 不同极零点分布下的传递函数特点 |
| 3.2 不同金属厚度下SPP模式的泄漏率 |
| 3.3 出射光场中的干涉效应与一阶微分运算原理 |
| 3.3.1 泄漏光场的空间纵向位移和振幅缩放 |
| 3.3.2 不同耦合状态下的空间光场变换和微分运算 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于介质柱驻波场的空间微分器对正入射光场调控 |
| 4.1 互易定理与周期性结构衍射效率角谱的对称性 |
| 4.1.1 自由空间光栅衍射的互易定理 |
| 4.1.2 光栅衍射效率角谱的对称性分析 |
| 4.2 周期性介质柱的空间二阶微分器设计和光场变换 |
| 4.2.1 空间对称的周期性硅柱传递函数与极零点分析 |
| 4.2.2 正入射透射端空间二阶微分器设计和光场变换 |
| 4.2.3 二阶微分运算用于图像边界提取 |
| 4.3 打破空间对称性的一阶微分器设计和图像边界提取应用 |
| 4.3.1 非对称的周期性硅柱传递函数和极零点分析 |
| 4.3.2 正入射透射端一阶微分器设计和图像边界提取 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 空间一阶微分器的脉冲光场变换与时间响应 |
| 5.1 表面等离激元线性色散近似下的时空传递函数 |
| 5.1.1 SPP波包的常数群速度和线性色散近似 |
| 5.1.2 线性色散近似下的时空传递函数和极零点分析 |
| 5.2 空间微分器中脉冲光场在时空维度的干涉和变换 |
| 5.2.1 临界耦合时器件对波包的时空一阶微分 |
| 5.2.2 SPP泄漏场的时空位移与脉冲光场变换原理 |
| 5.3 空间一阶微分器的时间响应与器件处理速度 |
| 5.3.1 不同脉冲长度下出射光场随时间的变化 |
| 5.3.2 空间微分器的处理速度估算和超快速图像处理 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 |
（3）人工磁导体在毫米波无源器件中的研究与设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.3 论文主要内容 |
| 第二章 人工磁导体结构的特性研究与应用分析 |
| 2.1 人工磁导体的基础结构与分类 |
| 2.2 同相反射特性 |
| 2.2.1 高阻抗表面分析 |
| 2.2.2 Floquet定理 |
| 2.2.3 反射相位带隙仿真方法 |
| 2.3 电磁带隙特性 |
| 2.3.1 人工磁导体周期结构电磁方程推导 |
| 2.3.2 人工磁导体单元表面谐振分析 |
| 2.3.3 电磁阻带仿真方法 |
| 2.4 基于人工磁导体的印刷脊间隙波导 |
| 2.4.1 毫米波印刷脊间隙波导概念简介 |
| 2.4.2 印刷脊间隙波导结构色散方程推导 |
| 2.4.3 印刷脊间隙波导仿真分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于人工磁导体结构的毫米波功率分配器设计 |
| 3.1 率分配器的基础理论与分类 |
| 3.1.1 功率分配器的三端口网络分析 |
| 3.1.2 T型结功率分配器 |
| 3.1.3 Wilkinson功率分配器 |
| 3.2 人工磁导体单元结构与特性分析 |
| 3.2.1 毫米波AMC结构 |
| 3.2.2 AMC单元电磁带隙的参数分析 |
| 3.3 加载人工磁导体结构的毫米波功率分配器 |
| 3.3.1 结构介绍与原理分析 |
| 3.3.2 仿真结果及讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于新型人工磁导体结构的3-dB定向耦合器设计 |
| 4.1 定向耦合器基础理论与参数 |
| 4.1.1 定向耦合器的四端口网络分析 |
| 4.1.2 定向耦合器的重要参数 |
| 4.2 正交混合网络奇偶模分析 |
| 4.3 新型人工磁导体单元结构分析 |
| 4.4 加载新型人工磁导体结构的毫米波3-dB定向耦合器 |
| 4.4.1 结构介绍与原理分析 |
| 4.4.2 仿真结果及讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于印刷脊间隙波导的耦合谐振器带通滤波器设计 |
| 5.1 滤波器设计的相关知识 |
| 5.1.1 滤波器的重要参数 |
| 5.1.2 滤波器的一般设计方法 |
| 5.1.3 耦合串联谐振器带通滤波器的设计原理 |
| 5.2 印刷脊间隙波导模型结构建模与分析 |
| 5.2.1 印刷脊间隙波导模型结构的建立 |
| 5.2.2 微带线到印刷脊间隙波导的过渡设计 |
| 5.3 微波谐振器设计 |
| 5.4 基于毫米波印刷脊间隙波导的四阶耦合谐振器带通滤波器 |
| 5.4.1 结构介绍与原理分析 |
| 5.4.2 仿真与实测结果及讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文 |
| 附录2 攻读硕士学位期间申请的专利 |
| 附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
| 致谢 |
（4）高功率微波阵列天线若干关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究的背景与意义 |
| 1.2 高功率微波技术的发展及国内外现状 |
| 1.2.1 高功率微波天线技术的发展动态 |
| 1.2.2 高功率微波天线技术的研究现状 |
| 1.2.3 亚波长电磁学在高功率微波的研究现状 |
| 1.2.4 等离子体科学与高功率微波技术的研究现状 |
| 1.2.5 平面反射/透射型阵列天线与高功率微波技术的研究现状 |
| 1.2.6 困难和挑战 |
| 1.3 本文的主要贡献与创新 |
| 1.4 本文的结构安排 |
| 第二章 高功率微波的平面反射阵天线与紧凑型高功率微波馈源的理论及研究 |
| 2.1 波束扫描的平面反射阵天线的实现原理 |
| 2.2 波束扫描的平面反射阵天线相位补偿技术 |
| 2.3 平面反射阵天线的研究方法 |
| 2.4 用于高功率微波的紧凑口径开缝腔天线的设计方法 |
| 2.4.1 临界缝隙宽度 |
| 2.4.2 基于层次分析法(AHP)的缝隙排布的优化方法 |
| 2.5 本章总结 |
| 第三章 紧凑型圆口径高功率微波天线的研究与设计 |
| 3.1 同轴谐振腔的本征模式及不连续性分析 |
| 3.2 双模同轴谐振腔的工作原理 |
| 3.3 单模与双模同轴腔的辐射性能仿真与对比 |
| 3.4 临界缝隙宽度与功率容量分析 |
| 3.5 基于相位对消技术的紧凑型圆口径馈源在方向图赋形的研究 |
| 3.5.1 传统线极化的圆环缝隙阵列排布 |
| 3.5.2 基于相位对消技术的圆环缝隙阵列排布 |
| 3.5.3 基于相位对消技术的双模同轴开缝腔天线辐射性能的研究与分析 |
| 3.5.4 馈源性能的仿真分析 |
| 3.6 功率容量分析与性能对比 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 基于非对称高次模式和共形阵列技术的矩形口径高功率微波紧凑型馈源的研究 |
| 4.1 矩形谐振腔的本征模式分析 |
| 4.2 基于AHP法的高功率微波半月形缝隙的矩形开缝腔天线设计 |
| 4.3 非对称高次模式与方向图对称性的研究 |
| 4.3.1 基于非对称高次模式的紧凑型缝隙阵列排布 |
| 4.3.2 基于对称和非对称高次模式的矩形开缝腔天线的辐射性能对比 |
| 4.4 基于非对称高次模式TE_(403)的矩形口径高功率微波紧凑型馈源在赋形方向图的研究与设计 |
| 4.4.1 紧凑型高功率微波馈源的高次模式的研究与分析 |
| 4.4.2 基于TE_(403)模式的矩形谐振腔的腔模分析 |
| 4.4.3 基于棋盘格法的快速馈电结构分析 |
| 4.4.4 用于高次干扰模式抑制的双模矩形腔体的设计 |
| 4.4.5 基于共形阵列技术的赋形方向图的研究与分析 |
| 4.4.6 具有高功率容量的喇叭腔加载的宽缝设计 |
| 4.4.7 天线性能的仿真与实测 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于能量隧穿现象的高功率微波平面反射阵天线的研究与设计 |
| 5.1 数值计算方法和研究理论 |
| 5.1.1 常用的研究理论与分析方法 |
| 5.2 天然材料与人工材料 |
| 5.2.1 介质材料的基本分类 |
| 5.2.2 等效传输线理论中的对偶原则 |
| 5.3 非透明材料的能量隧穿特性研究 |
| 5.3.1 金属材料的Drude等离子体模型 |
| 5.3.2 非透明材料的能量隧穿现象的研究 |
| 5.4 高功率微波平面反射阵天线的研究与设计 |
| 5.4.1 基于磁谐振隧穿的三明治材料的研究 |
| 5.4.2 用于高功率微波的频选表面及空间移相器的研究与设计 |
| 5.5 1 -bit高功率微波平面反射阵单元的研究与设计 |
| 5.5.1 工作原理 |
| 5.5.2 仿真及实验验证 |
| 5.5.3 阵列性能的仿真分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 等离子体可重构的高功率微波平板反射阵天线的设计 |
| 6.1 基于低压氩气直流放电的等离子体开关的研究与设计 |
| 6.1.1 均匀非磁化等离子体与电磁波互作用 |
| 6.1.2 一维均匀非磁化等离子体的建模与分析 |
| 6.1.3 基于低压氩气直流放电的等离子体开关的设计 |
| 6.2 等离子体可重构的高功率微波紧凑型平面反射阵天线的研究与设计 |
| 6.2.1 等离子体可重构的N-bit高功率微波平面反射阵单元的设计 |
| 6.2.2 仿真及实验验证 |
| 6.2.3 功率容量的验证与分析 |
| 6.2.4 阵列性能的仿真分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 全文总结与展望 |
| 7.1 全文总结及展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（5）分层介质中弹性波散射和频散的稳定高精度算法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 固体介质中的弹性波及其分类 |
| 1.1.2 分层各向异性材料和结构中的弹性波 |
| 1.2 分层介质中波传播问题的研究现状 |
| 1.2.1 分层介质中波散射特性的研究 |
| 1.2.2 分层弹性介质中波频散特性的研究 |
| 1.2.3 分层压电和压磁介质中波频散特性的研究 |
| 1.2.4 周期结构中波传播问题的频散特性的研究 |
| 1.3 哈密顿辛对偶体系和波传播问题 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 2 分层各向异性介质中弹性波散射的混合能矩阵法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基本方程及状态空间描述 |
| 2.3 基于哈密顿矩阵本征值理论的上行和下行波分离 |
| 2.4 传递矩阵法和刚度矩阵法回顾 |
| 2.4.1 传递矩阵法 |
| 2.4.2 刚度矩阵法 |
| 2.5 混合能矩阵法及其稳定性分析 |
| 2.6 数值算例 |
| 2.6.1 稳定性分析 |
| 2.6.2 分层各向异性弹性介质中波散射分析 |
| 2.6.3 分层各向异性压电介质中波散射分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 分层各向异性介质中弹性波频散的高精度算法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 问题描述和状态方程 |
| 3.3 本征方程 |
| 3.3.1 分层有限介质中导波的本征方程 |
| 3.3.2 分层半无限空间中表面波和分层无限空间中Stoneley波的本征方程 |
| 3.4 基于动力刚度阵的精细积分法和W-W算法 |
| 3.5 基于辛传递矩阵的精细积分法和W-W算法 |
| 3.6 基于混合能矩阵的精细积分法和W-W算法 |
| 3.7 子层区段矩阵的计算和划分数量的确定 |
| 3.8 数值算例 |
| 3.8.1 稳定性分析 |
| 3.8.2 各向同性分层有限波导介质中导波的频散分析 |
| 3.8.3 各向同性分层半无限空间中Love波和Rayleigh波的频散分析 |
| 3.8.4 各向同性分层无限空间中Stoneley波的频散分析 |
| 3.8.5 正交各向异性分层有限波导介质中耦合Lamb波的频散分析 |
| 3.8.6 方位各向异性分层地壳介质中表面波的频散分析 |
| 3.8.7 三斜各向异性分层半无限空间中表面波的频散分析 |
| 3.9 本章小结 |
| 4 分层各向异性压电-压磁介质中导波频散的高精度算法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基本方程及状态空间描述 |
| 4.3 本征方程 |
| 4.4 W-W算法和辛变换 |
| 4.4.1 压电-压磁介质中波传播问题的W-W算法 |
| 4.4.2 辛变换 |
| 4.4.3 辛变换执行后哈密顿矩阵的子矩阵正定性证明 |
| 4.5 分层压电-压磁介质的精细积分法和W-W算法 |
| 4.6 结构在不同边界条件下的本征值计数 |
| 4.7 数值算例 |
| 4.7.1 横观各向同性压电层合板中导波的频散分析 |
| 4.7.2 各向异性压电层合板中导波的频散分析 |
| 4.7.3 各向异性压电-压磁层合板中导波的频散分析 |
| 4.7.4 各向异性压电-压磁分层周期结构中波的频散分析 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 带有覆盖层的半无限周期分层结构中SH表面波频散的高效算法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 周期结构中波传播的辛传递矩阵描述 |
| 5.2.1 基本方程 |
| 5.2.2 状态空间和辛传递矩阵表述 |
| 5.3 半无限周期分层结构中SH表面波的高效算法 |
| 5.3.1 SH表面波的本征方程 |
| 5.3.2 基于一个单胞的半无限周期分层结构的SH表面波分析 |
| 5.3.3 算法执行流程 |
| 5.4 带有覆盖层的半无限周期分层结构中SH表面波的W-W算法 |
| 5.4.1 SH表面波的本征方程 |
| 5.4.2 W-W算法 |
| 5.5 数值算例 |
| 5.5.1 正确性验证 |
| 5.5.2 带有覆盖层的半无限周期分层结构中SH表面波的频散分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 带有覆盖层的半无限周期分层各向异性结构中表面波频散的高效算法 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 各向异性周期分层结构的辛传递矩阵表述 |
| 6.3 半无限周期分层结构中表面波的高效算法 |
| 6.3.1 表面波的本征方程 |
| 6.3.2 有限周期结构禁带内本征值与半无限周期结构表面波的关系 |
| 6.3.3 有限周期分层结构的精细积分法和W-W算法 |
| 6.3.4 有限周期结构单胞数量的确定及其本征值计数的高效计算 |
| 6.4 带有覆盖层的半无限周期分层结构中表面波的W-W算法 |
| 6.4.1 表面波的本征方程 |
| 6.4.2 W-W算法 |
| 6.5 数值算例 |
| 6.5.1 正确性验证 |
| 6.5.2 半无限周期分层结构中表面波频散分析 |
| 6.5.3 带有覆盖层的半无限周期分层结构中表面波频散分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点摘要 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 各向异性弹性材料 |
| 附录B 各向异性压电和压磁材料 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（6）行波光波导探测器的研究与设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 高速大功率光电探测器的发展 |
| 1.3 光波导探测器(WGPD) |
| 1.3.1 垂直耦合波导探测器 |
| 1.3.2 波导层的设计 |
| 1.3.3 性能参数 |
| 1.3.3.1 响应速度和3dB带宽 |
| 1.3.3.2 响应度和量子效率 |
| 1.3.3.3 噪声性能及暗电流 |
| 1.4 单行载流子结构 |
| 1.5 行波探测器 |
| 1.6 本文研究内容 |
| 第二章 毫米波波导和传输线基本理论 |
| 2.1 电磁理论 |
| 2.2 多层毫米波有耗介质中波的传输特性 |
| 2.2.1 亥姆霍兹方程 |
| 2.2.2 多层毫米波有耗介质结构 |
| 2.3 传输线理论 |
| 2.3.1 横向电磁(TEM)模的传播特性 |
| 2.3.2 多条线路的传输线理论 |
| 2.3.3 平行板传输线理论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 分布式行波光波导探测器的研究与设计 |
| 3.1 光波-微波混合波导探测器 |
| 3.2 光导波结构分析 |
| 3.2.1 光导波结构设计 |
| 3.2.2 光导波结构超模匹配条件验证 |
| 3.2.2.1 有效折射率法 |
| 3.2.2.2 超模匹配条件 |
| 3.2.2.3 波导的等效和验证 |
| 3.2.3 光导波结构仿真 |
| 3.2.3.1 器件特性 |
| 3.2.3.2 渡越时间限制的带宽 |
| 3.3 微波导波结构分析 |
| 3.3.1 微波导波结构等效电路模型 |
| 3.3.2 探测器等效电路模型的简化应用 |
| 3.3.3 微波导波结构仿真分析 |
| 3.4 混合共面行波光波导探测器 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 分布式行波光波导探测器性能 |
| 4.1 速度失配效应 |
| 4.1.1 速度失配响应 |
| 4.1.2 速度失配带宽限制 |
| 4.2 器件小信号模型 |
| 4.2.1 小信号电流的测定 |
| 4.2.2 非均匀传输线模型 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（7）基于人工电磁超表面涡旋电磁波产生及目标近场散射（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究发展状况 |
| 1.2.1 衍射特性涡旋电磁波天线 |
| 1.2.2 无衍射特性涡旋电磁波天线 |
| 1.2.3 涡旋电磁波的应用 |
| 1.3 论文主要内容及框架 |
| 1.4 论文主要的创新点 |
| 第二章 人工电磁表面建模原理及目标散射基本理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 费马原理(Fermat’s Law) |
| 2.3 斯涅尔定律(Snell’s Law) |
| 2.3.1 传统斯涅尔定律 |
| 2.3.2 广义斯涅尔定理 |
| 2.4 横向谐振法 |
| 2.4.1 各向同性横向谐振法 |
| 2.4.2 各向异性横向谐振法 |
| 2.5 角谱展开方法 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 产生衍射特性涡旋电磁波反射阵天线的设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 平面空馈阵列天线基本工作原理及设计方法 |
| 3.2.1 平面空馈阵列天线的相位调制原理 |
| 3.2.2 阵列天线单元设计 |
| 3.3 反射阵天线产生线、圆极化可变多极化OAM涡旋电磁波 |
| 3.3.1 设计原理 |
| 3.3.2 单元选择 |
| 3.3.3 仿真计算和实验测试 |
| 3.4 双极化、双频段、双波束携带不同OAM反射阵天线的设计 |
| 3.4.1 设计原理 |
| 3.4.2 单元仿真 |
| 3.4.3 理论计算和实验测试 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 各向异性全息超表面产生衍射特性涡旋电磁波的设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 各向异性全息超表面天线的基本理论 |
| 4.2.1 光学全息原理 |
| 4.2.2 表面波传播 |
| 4.2.3 表面阻抗 |
| 4.2.4 漏波理论 |
| 4.3 基于各向异性全息超表面产生涡旋电磁波方法 |
| 4.3.1 工作原理 |
| 4.3.2 天线仿真设计与实验测量 |
| 4.4 多波束携带不同模态轨道角动量各向异性全息阻抗超表面设计 |
| 4.4.1 工作原理 |
| 4.4.2 仿真设计和实验测试 |
| 4.5 双线极化携带不同模态轨道角动量各向异性全息超表面天线 |
| 4.5.1 工作原理 |
| 4.5.2 天线仿真设计和实验测量 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 高阶贝塞尔涡旋电磁波天线设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 贝塞尔波束经典产生方法 |
| 5.3 高阶贝塞尔波束的描述 |
| 5.4 高阶贝塞尔波束产生原理 |
| 5.5 实验测量 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 线、圆极化混合模态OAM及OAM模态检测、分离 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 OAM模态检测方法 |
| 6.2.1 单OAM模态检测 |
| 6.2.2 多OAM模态检测 |
| 6.3 各向异性全息阻抗超表面产生圆极化OAM涡旋电磁波设计 |
| 6.3.1 工作原理 |
| 6.3.2 仿真设计和实验测量 |
| 6.4 线、圆极化混合OAM模态分离与检测 |
| 6.4.1 产生线极化混合OAM模态及OAM模态检测和分离 |
| 6.4.2 产生圆极化混合OAM模态及OAM模态检测和分离 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 涡旋电磁波目标近场散射研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 近远场变化技术 |
| 7.2.1 电磁波的平面波展开 |
| 7.2.2 远场和平面波谱函数间关系 |
| 7.2.3 平面近场测量与远场之间关系 |
| 7.3 目标对涡旋电磁波散射 |
| 7.3.1 介质平板散射理论(单轴各向异性) |
| 7.3.2 介质板散射理论(各向同性) |
| 7.3.3 金属板散射理论(介电常数无穷大) |
| 7.3.4 金属球散射理论 |
| 7.4 仿真与实验测量分析 |
| 7.4.1 金属铝板散射测量 |
| 7.4.2 金属球散射测量 |
| 7.4.3 FR4介质板透射测量 |
| 7.5 小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 总结 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）电磁场参数不确定性传播分析与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 电磁场确定性分析方法概述 |
| 1.2.1 时域有限差分法 |
| 1.2.2 矩量法 |
| 1.2.3 有限元法 |
| 1.3 电磁场不确定性分析方法概述 |
| 1.3.1 基于随机变量的电磁场不确定性分析方法 |
| 1.3.2 基于区间变量的电磁场不确定性分析方法 |
| 1.3.3 基于随机场的电磁场不确定性分析方法 |
| 1.4 电磁场不确定性分析目前存在的问题 |
| 1.5 本文的研究目标和主要研究内容 |
| 第2章 一种电磁场随机有限元法及其应用 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 标量亥姆霍兹波动方程及其节点有限元解法 |
| 2.2.1 标量亥姆霍兹波动方程 |
| 2.2.2 节点有限元法 |
| 2.3 电磁场随机有限元法 |
| 2.3.1 随机场模型的基本原理 |
| 2.3.2 随机平衡方程构造 |
| 2.3.3 电磁场响应统计分析的摄动有限元法 |
| 2.4 数值算例 |
| 2.4.1 金属衬底介质片对平面波的反射 |
| 2.4.2 介质填充平行板波导 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 一种处理小样本下介质空间不确定性的电磁场区间有限元法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 电磁场区间有限元法 |
| 3.2.1 区间场模型的基本原理 |
| 3.2.2 电磁场区间平衡方程构造 |
| 3.2.3 电磁场响应边界分析的区间摄动法 |
| 3.3 数值算例 |
| 3.3.1 金属衬底介质片反射 |
| 3.3.2 介质填充平行板波导 |
| 3.3.3 矩形阻抗柱散射 |
| 3.3.4 金属衬底圆环阻抗柱散射 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 一种求解介质填充波导本征值问题的区间矢量有限元法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 介质填充波导本征值问题及其矢量有限元求解 |
| 4.3 区间矢量有限元算法构造 |
| 4.3.1 区间矢量标准广义本征方程构造 |
| 4.3.2 本征模边界分析的区间摄动法 |
| 4.4 数值算例 |
| 4.4.1 非均匀介质填充波导 |
| 4.4.2 介质填充矩形波导 |
| 4.4.3 介质填充传输线 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 阵列天线T/R组件幅相不确定性传播分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 T/R组件中的幅相不确定性 |
| 5.2.1 T/R组件的基本原理 |
| 5.2.2 特征阻抗、衰减系数和传播常数求解 |
| 5.2.3 幅值和相位不确定性 |
| 5.3 T/R组件幅相不确定性传播分析方法 |
| 5.4 T/R组件具体应用 |
| 5.4.1 T/R组件电磁仿真模型构建 |
| 5.4.2 T/R组件敏感性分析 |
| 5.4.3 基于MBaPC的 T/R组件幅相不确定性传播分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读学位期间发表的学术成果目录 |
| 附录 B 攻读学位期间参加的科研项目 |
| 附录 C 矢量有限元棱边编号程序 |
（9）平板光波导的矩阵方法及硅波导耦合的模拟研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 问题的提出及研究意义 |
| 1.2.1 问题的提出 |
| 1.2.2 研究的意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 平板光波导基本理论的研究现状 |
| 1.3.2 半导体激光器与硅波导耦合的研究现状 |
| 1.3.3 光纤与硅波导耦合的研究现状 |
| 1.4 本文研究的目的和研究内容 |
| 1.4.1 本文研究的目的 |
| 1.4.2 本文研究的内容 |
| 2 光波导的理论分析与光波导耦合 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 平板光波导的理论分析 |
| 2.2.1 光波导的射线分析法 |
| 2.2.2 光波导的电磁分析法 |
| 2.3 矩形波导的分析基础 |
| 2.4 光波导器件和传感器 |
| 2.5 光耦合 |
| 2.6 时域有限差分法 |
| 2.7 支持向量机在耦合器设计中的回归分析 |
| 2.7.1 统计学习理论和支持向量机 |
| 2.7.2 支持向量机参数优化 |
| 2.7.3 支持向量回归模型的性能评价 |
| 3 平板光波导的矩阵方法研究 |
| 3.1 矩阵方法 |
| 3.1.1 矩阵方法理论 |
| 3.1.2 传输矩阵模式 |
| 3.2 平板光波导的边界条件 |
| 3.3 结果分析 |
| 3.3.1 阶跃折射率波导 |
| 3.3.2 渐变折射率波导 |
| 3.3.3 槽波导 |
| 3.3.4 等离子体波导 |
| 3.4 小结 |
| 4 半导体激光器与硅波导的耦合研究 |
| 4.1 半导体激光器 |
| 4.1.1 半导体激光器的发展 |
| 4.1.2 半导体激光器的工作原理 |
| 4.2 耦合器的设计 |
| 4.3 耦合结果分析 |
| 4.3.1 InGaAsP/InP激光器耦合效率 |
| 4.3.2 Ge/Si氧化物激光器耦合效率 |
| 4.4 耦合损耗分析 |
| 4.4.1 InGaAsP/InP激光器耦合损耗 |
| 4.4.2 Ge/Si氧化物激光器耦合损耗 |
| 4.5 基于支持向量机的耦合效率回归分析 |
| 4.6 小结 |
| 5 光纤与硅波导的耦合研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 耦合器的设计 |
| 5.3 耦合结果分析 |
| 5.3.1 等离子体波导模式匹配 |
| 5.3.2 硅波导模式匹配 |
| 5.3.3 耦合效率与间隙、横向偏移和纵向偏移的关系 |
| 5.3.4 光谱特性分析 |
| 5.4 基于支持向量机的耦合效率回归分析 |
| 5.5 小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 后续研究工作的展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A 作者在攻读博士学位期间发表及完成的论文 |
| B 作者在攻读学位期间参加的项目 |
| C 学位论文数据集 |
| 致谢 |
（10）基于加脊空隙波导的毫米波缝隙耦合微带天线技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 毫米波微带天线技术 |
| 1.2.2 空隙波导传输线技术 |
| 1.3 论文安排与主要工作 |
| 1.3.1 本文的主要工作 |
| 1.3.2 本文的组织结构 |
| 第二章 加脊空隙波导的理论分析 |
| 2.1 加脊空隙波导的理论模型 |
| 2.1.1 理想平行板波导结构 |
| 2.1.2 周期结构等效PMC边界 |
| 2.2 加脊空隙波导的近似解析方法 |
| 2.2.1 谱域格林函数法 |
| 2.2.2 模式匹配法 |
| 2.3 周期点阵结构的分析方法 |
| 2.3.1 周期点阵结构的分类 |
| 2.3.2 周期点阵结构的Brillouin区 |
| 2.3.3 二维周期结构Brillouin色散图的计算方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 加脊空隙波导的设计与仿真 |
| 3.1 周期阻带结构仿真 |
| 3.1.1 正方形周期的Floquet仿真 |
| 3.1.2 正六边形周期的Floquet仿真 |
| 3.2 周期阻带结构参数分析 |
| 3.2.1 单元排布方式对阻带性能的影响 |
| 3.2.2 空隙对阻带性能的影响 |
| 3.2.3 单元间隔与单元边长对阻带性能的影响 |
| 3.3 加脊空隙波导设计与传输特性分析 |
| 3.3.1 特征阻抗 |
| 3.3.2 传输衰减 |
| 3.3.3 相位特性 |
| 3.3.4 传输带宽 |
| 3.3.5 加脊空隙波导设计结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 紧凑型缝隙耦合结构的设计与仿真 |
| 4.1 微带天线馈电理论 |
| 4.1.1 传统馈电形式 |
| 4.1.2 电磁耦合型馈电 |
| 4.2 紧凑型微带-缝隙耦合结构设计 |
| 4.2.1 微带-缝隙耦合结构分析 |
| 4.2.2 传输线开路端设计 |
| 4.2.3 耦合缝隙对耦合性能的影响 |
| 4.2.4 耦合微带线对耦合性能的影响 |
| 4.2.5 馈线位置对耦合性能的影响 |
| 4.3 紧凑型贴片-缝隙耦合结构设计 |
| 4.3.1 贴片-缝隙耦合结构分析 |
| 4.3.2 利用监视电流对耦合结构进行定向设计 |
| 4.3.3 耦合缝隙对耦合性能的影响 |
| 4.3.4 耦合贴片对耦合性能的影响 |
| 4.3.5 馈线位置对耦合性能的影响 |
| 4.3.6 紧凑型缝隙耦合结构设计结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于RGW的缝隙耦合微带阵列设计、仿真与实验 |
| 5.1 2×2 均匀子阵设计与分析 |
| 5.1.1 等幅同相设计 |
| 5.1.2 波导-RGW转换接头设计 |
| 5.1.3 均匀子阵仿真结果 |
| 5.1.4 方向图特性分析 |
| 5.2 8×8并馈式阵列设计 |
| 5.2.1 RGW并馈网络设计 |
| 5.2.2 8×8并馈式阵列仿真与分析 |
| 5.3 8×8并联串馈式线阵设计 |
| 5.3.1 基于紧凑型缝隙耦合结构的串馈加权分析 |
| 5.3.2 四元串联结构设计 |
| 5.3.3 2×8串馈线阵仿真与分析 |
| 5.3.4 RGW并馈网络设计 |
| 5.3.5 8×8串馈式阵列仿真与分析 |
| 5.4 基于RGW的紧凑型缝隙耦合微带阵列实验 |
| 5.4.2 8×8并馈式阵列实验 |
| 5.4.3 8×8并联串馈式阵列实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 结束语 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
四、平行板多层介质径向波导的本征方程（论文参考文献）
- [1]生物质材料微波介电性能变温测试技术研究[D]. 余承勇. 电子科技大学, 2021(01)
- [2]空间微分器的光场调控与时间响应[D]. 张佳豪. 浙江大学, 2021(01)
- [3]人工磁导体在毫米波无源器件中的研究与设计[D]. 金俊. 南京邮电大学, 2020(03)
- [4]高功率微波阵列天线若干关键技术研究[D]. 马骁. 电子科技大学, 2020(07)
- [5]分层介质中弹性波散射和频散的稳定高精度算法[D]. 张燕辉. 大连理工大学, 2020(01)
- [6]行波光波导探测器的研究与设计[D]. 陈畅畅. 电子科技大学, 2020(07)
- [7]基于人工电磁超表面涡旋电磁波产生及目标近场散射[D]. 孟祥帅. 西安电子科技大学, 2019(07)
- [8]电磁场参数不确定性传播分析与应用[D]. 王中华. 湖南大学, 2019
- [9]平板光波导的矩阵方法及硅波导耦合的模拟研究[D]. 孙宝光. 重庆大学, 2019(09)
- [10]基于加脊空隙波导的毫米波缝隙耦合微带天线技术研究[D]. 黄玮. 国防科技大学, 2017(02)