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《新型太赫茲波導(dǎo)研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、新型太赫茲波導(dǎo)研究姓名：張?chǎng)紊暾?qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專(zhuān)業(yè)：光通信與移動(dòng)通信指導(dǎo)教師：婁淑琴20090601中文摘要摘要：太赫茲（THz）電磁波在超快過(guò)程探測(cè)、材料表征、環(huán)境檢測(cè)、物體成像、醫(yī)療診斷、高速光電子器件、寬帶移動(dòng)通信等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。目前由于缺乏低損耗、低色散的波導(dǎo)而使其應(yīng)用受到很大的限制。因此，研究與開(kāi)發(fā)高性能傳輸太赫茲波的波導(dǎo)對(duì)推動(dòng)太赫茲的應(yīng)用具有重要的意義。本文著重分析了太赫茲金屬空芯波導(dǎo)和金屬鍍層空芯波導(dǎo)的傳輸特性，討論了影響傳輸特性的因素，并對(duì)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，提出了介質(zhì)/金屬空芯波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，為
2、進(jìn)一步提高太赫茲空芯波導(dǎo)的傳輸特性提出參考。首先，通過(guò)空芯波導(dǎo)傳輸理論對(duì)太赫茲金屬空芯波導(dǎo)進(jìn)行分析,討論了金屬空芯波導(dǎo)的導(dǎo)光機(jī)理和模式損耗。THz空芯波導(dǎo)的低階傳輸模式主要為T(mén)E.,、TMOO和TE,?模，其中TE.o模的截止波長(zhǎng)是最長(zhǎng)的，因而是圓波導(dǎo)中的最低階模式，即主模。TM。。模是最低的圓對(duì)稱(chēng)模式。其次，詳細(xì)闡述高頻電磁場(chǎng)有限元數(shù)值分析方法，介紹了Ansof1HFSS電磁場(chǎng)仿真軟件。使用HFSS精確求解太赫茲金屬空芯波導(dǎo)的模場(chǎng)分布、傳輸損耗與色散，并與理論值進(jìn)行對(duì)比，證明了研究手段的可行性，為研究太赫茲波導(dǎo)提
3、出一種有效的新方法。再次，討論了金屬鍍層空芯波導(dǎo)的傳輸特性與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過(guò)仿真討論了波導(dǎo)芯徑、鍍層金屬種類(lèi)、鍍層厚度和彎曲對(duì)傳輸特性的影響，確定了金屬鍍層空芯波導(dǎo)的最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)，即在內(nèi)半徑為1mm,銀膜的鍍層厚度大于0.1岬時(shí)，該結(jié)構(gòu)的主模一TE??模的衰減系數(shù)在0.5THz以下小于2dB/m,色散小于1?7ps/THz/cm,能夠?qū)⑻掌澆ǖ膫鬏斁嚯x量級(jí)提高至米級(jí)。論文的最后，對(duì)金屬鍍層空芯波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，通過(guò)內(nèi)鍍介質(zhì)膜進(jìn)一步減小損耗和色散，討論了不同材料的電介質(zhì)層對(duì)傳輸性能的影響，設(shè)計(jì)岀了介質(zhì)/金屬空芯波導(dǎo)
4、合適的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。當(dāng)選擇聚乙烯（PE）作為介質(zhì)層，鍍膜厚度為13gm時(shí)，金屬層為0?1岬的銀膜時(shí)，主模TE.o模的傳輸損耗晟小降至0?41dE/m。該結(jié)構(gòu)的群速度色散與鍍銀空芯波導(dǎo)基本相同。本文對(duì)材料的選擇和膜厚的確定提岀了明確的方法，為進(jìn)一步提高波導(dǎo)性能打下了良好的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：太赫茲（THz）；空芯波導(dǎo)；金屬膜；電介質(zhì)膜。分類(lèi)號(hào)：0431?1111I匕塞交通太堂亟土堂僮i金毫△墾墨！&△￡!ABSTRACTABSTRACT：Terahertze1ectromagneticwaveshavebroadapp1ica
5、tionprospectsinu1trafastprocessdetection,materialscharacterization,environmentalmonitoring,objectimaging,medica1diagnostics,high——speedoptoelectronicdevicesandbroadbandmobi1ecommunication.However,duetothelackoflow一1ossand1owdispersionTHzwaveguide,itsapp1icatio
6、nhasbeenlimitedtosomeextent.SoresearchandopmentofhierformancfordfTHzmetaveguidesianassionchare,diSCUSSCSthefranrovestc1ayeroutsidethemetalfi1m.Thenumerica1resu1tsshowthatthenewtruetureCanoodes1l,thegeneralhol1owwanalyzedandthetransfmeta1ho11owguidesed^Thefirst
7、tsinTHzhollowguideeTEll,TMoIandTE21moSeAmongthosemodestheTEIImodeongestcut—offwave1engthemainmodeinthecircu1ae.TheTMo1modeisthe1owfsymmetricmode.Secy,electromagneticfielnsoftwareAnsofiHFSSed>Exactsolutionofmon,attenuatiosionofTHzhoisanalyzedbytheuseofHFSSwhich
8、basedonfinitee1ementmethod.Theresultsareconcordwiththetheoretica1results?ThisprovesHFSSafeasib1eandeffectivemethodforthestudyofTHzwaveguides?Third1y,thetransmissioncharacteristican
