發(fā)布時間：2017-11-03 04:04

  本文關(guān)鍵詞：基于柔性超材料的THz寬帶吸收器的研究與設(shè)計

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【摘要】：隨著頻譜資源的日益稀缺,太赫茲技術(shù)在近十幾年的時間里得到了越來越多的關(guān)注,并取得了巨大的進(jìn)展。太赫茲波光源、太赫茲波探測器以及太赫茲系統(tǒng)中的一些關(guān)鍵組件相繼成為研究熱點(diǎn),并被逐個攻克。然而自然界中太赫茲敏感材料十分稀少,導(dǎo)致對太赫茲敏感器件(如吸收器、濾波器等)的研究進(jìn)展緩慢。本論文結(jié)合毫米波、紅外波和紫外波等高頻電磁波的共通性,通過理論分析和軟件仿真,研究了基于超材料結(jié)構(gòu)的太赫茲超材料和基于柔性超材料的太赫茲波吸收器。由于超材料具備常規(guī)材料所不具備的負(fù)磁導(dǎo)率、負(fù)介電常數(shù)等特性,本文中采用了基于超材料技術(shù)的太赫茲波吸收器件進(jìn)一步拓展亞微米尺寸的太赫茲超材料的工作頻段,以及其應(yīng)用范圍。建模仿真了柔性網(wǎng)狀超材料結(jié)構(gòu)的全電磁波波段吸收材料,并且將這類超材料結(jié)構(gòu)的工作頻段擴(kuò)展到了全電磁波波段。最終,設(shè)計了一種全平面類網(wǎng)狀立體吸波超材料,其工作頻段可以覆蓋頻率高于毫米波的全電磁波段。文中,根據(jù)MEMS技術(shù)下的亞微米微納加工工藝,設(shè)計了工作在THz波段的吸收頻段可調(diào)諧的超材料模型。利用CST Microwave Studio仿真平臺分析了單元結(jié)構(gòu)參數(shù)對吸波頻率的影響。隨后,提出了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的太赫茲吸收器結(jié)構(gòu),并設(shè)計了工作在太赫茲波段的太赫茲寬帶吸收器,并實(shí)現(xiàn)了吸收帶寬在1.98THz～4.35THz達(dá)到了完美吸收,在全太赫茲波段都具有較大的吸收率。通過對超材料太赫茲吸收器的研究,設(shè)計出了一系列新型的類網(wǎng)狀立體結(jié)構(gòu)超材料吸收器,在THz波段、紅外以及紫外等波段實(shí)現(xiàn)了較大吸收率。此類超材料結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、工作頻率寬、易于加工等特性。在隱身領(lǐng)域和抗電磁輻射領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景和一定的參考價值。
【關(guān)鍵詞】：太赫茲 超材料 柔性結(jié)構(gòu) 寬頻帶 吸收器 全電磁波頻段
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O441;TB39
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 引言11-15
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 論文的主要工作和章節(jié)安排13-15
• 2 太赫茲吸收器原理分析15-26
• 2.1 陣列單元結(jié)構(gòu)太赫茲吸收器工作原理15-21
• 2.1.1 開口環(huán)共振結(jié)構(gòu)的磁響應(yīng)15-17
• 2.1.2 細(xì)金屬線晶格結(jié)構(gòu)的電響應(yīng)17-19
• 2.1.3 超材料組合結(jié)構(gòu)的電磁響應(yīng)19-21
• 2.2 立體共振結(jié)構(gòu)太赫茲吸收器工作原理21-25
• 2.2.1 空腔共振模型21-23
• 2.2.2 原子振動模型23-25
• 2.3 本章總結(jié)25-26
• 3 柔性立體超材料太赫茲吸收器設(shè)計26-46
• 3.1 基于LC共振原理的設(shè)計和仿真26-31
• 3.1.1 單層嵌套式開口環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計與仿真26-29
• 3.1.2 三層嵌套式開口環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計與仿真29-31
• 3.2 基于太赫茲吸收器原理的立體結(jié)構(gòu)設(shè)計與仿真31-43
• 3.2.1 口字形立體結(jié)構(gòu)31-37
• 3.2.2 籬笆形立體結(jié)構(gòu)37-43
• 3.3 工藝設(shè)計43-44
• 3.4 本章總結(jié)44-46
• 4 新型類網(wǎng)狀柔性立體太赫茲吸收器設(shè)計46-61
• 4.1 新型田字形立體超材料結(jié)構(gòu)46-51
• 4.2 新型四乘四的類網(wǎng)狀立體結(jié)構(gòu)51-56
• 4.3 新型多晶格的類網(wǎng)狀立體超材料結(jié)構(gòu)56-59
• 4.3.1 五乘五的類網(wǎng)狀立體超材料結(jié)構(gòu)56-58
• 4.3.2 全平面的類網(wǎng)狀立體超材料結(jié)構(gòu)58-59
• 4.4 本章總結(jié)59-61
• 5 總結(jié)61-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 作者簡歷67-69
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集69

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本文編號：1134531