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独创性声明
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作者签名: 日期: 年 月 日
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作者签名: 导师签名:
日期: 年 月 日
摘 要
本文结合理论分析、仿真模拟以及实验测试,完成了基于单开口 SRR、双开口 SRR 和三开口 SRR 的极化不敏感 SRR 太赫兹滤波器的研制。同时研制了一个中心频点在 340 GHz 左右的互补 SRR 窄带带通太赫兹滤波器。本文的主要工作及创新点如下:
1. 分析了经典单开口 SRR 结构中横向金属臂宽度以及纵向金属臂宽度对 0° 极化波及 90°极化波入射时谐振特性的影响。通过对比仿真结果发现:在 0°极化波入射时,增加横向金属臂的宽度可以使谐振频率明显增高;在 90°极化波入射时, 减小纵向金属臂的宽度可以使谐振频率降低。由此研制了两个极化不敏感 SRR 太赫兹滤波器 MSRR1 和 MSRR2,并对其进行了实验研究。实验测试结果与仿真模拟结果基本一致,证明了所研制的太赫兹滤波器具有极化不敏感特性。
2. 在经典双开口 SRR 结构的基础上,仿真分析了改变双开口的开口位置对双开口 SRR 极化特性的影响。通过合理设计开口位置和开口大小研制了一种极化不敏感双开口 SRR 太赫兹滤波器。实验测试结果与仿真结果基本一致。证明了此滤波器的第二谐振具有极化不敏感特性,且其第一谐振具有通过入射波极化方向进行调幅的功能。
3. 通过研究开口及开口位置对三开口 SRR 滤波器极化特性的影响,设计了一种具有极化不敏感特性的三开口 SRR 太赫兹滤波器。并对其进行了实验研究,实验测试结果与仿真结果基本一致,证明了此 SRR 太赫兹滤波器具有良好的极化不敏感特性。
4. 利用 HFSS 仿真软件模拟分析了互补 SRR 结构中各个参数对其谐振特性的影响,设计了一个基于双层互补 SRR 结构的双通带带通滤波器,其矩形系数得到了明显改善。同时对理想导体条件下的互补 SRR 结构的谐振特性进行了研究,并设计了基于理想导体的互补窄带带通滤波器。在此结构的基础上,分析了基于铝金属的 SRR 互补结构中各个参数对其谐振特性的影响,并研制了一种基于互补 SRR 结构的双通带窄带带通滤波器。仿真得到此滤波器两个通带的中心频率及透射系数分别为(335 GHz,%)、(807 GHz,%)。其-3dB 带宽分别为 35 GHz 和 49 GHz。并对其进行了实验研究,实验测试结果与仿真结果基本一致。
关键词:极化不敏感,SRR,互补 SRR,太赫兹滤波器
ABSTRACT
Two polarization insensitivity square split ring resonators, a polarization insensitivity double-split ring resonator and a polarization insensitivity triple-split ring resonator have been designed, fabricated and characterized. Besides, plementary split ring resonator dual narrow band in terahertz have been designed, fabricated and characterized in this paper.
By the investigation of the influence of asymmetric arm width in typical SSRR, the variation of the arm width enabled a blue shift of the resonant frequency for the 0° polarized wave and a red shift of the resonant frequency for the 90° polarized wave. Thus,