摘要：非均匀左手介质填充波导传播特性的精确求解是器件设计和优化的理论基础,目前已有的数值计算方法在分析非均匀波导时,存在计算量大、消耗存储资源和精确度低等问题。将基于径向基函数的无网格法应用于非均匀左手介质填充波导特征值的计算中。这种方法结合变分公式和基于径向基函数的无网格法,得到了一个实数的、对称的特征矩阵;通过求解特征矩阵的特征值,获得非均匀左手介质填充波导的传播常数β。计算了几种典型的非均匀结构的传播特性曲线,与解析法的结果具有非常好的一致性,验证了该方法在分析非均匀左手介质填充波导中的准确性和可靠性。计算结果与基于有限元法的电磁分析软件HFSS的仿真结果一致,并且在相同的精度要求下,该方法比HFSS的分析速度更快,因此该方法在分析非均匀波导时的效率更高。

摘要：设计了一种工作在400 GHz的紧凑型Marchand巴伦,本设计采用互补耦合线(Complementary Conducting-Strip Coupled-Line,CCS CL),与传统的薄膜耦合线(Thin-Film Coupled-Line,TF CL)相比,CCS CL具有更高的耦合系数和几乎相同的奇偶模传输特性,因此基于CCS CL设计的Marchand巴伦具有更小的电路面积和更加平衡的差分输出。为了验证该设计,采用0.13μm 1P8M CMOS工艺制作了一种背靠背式Marchand巴伦测试电路,测得Marchand巴伦的插入损耗为0.75 dB,10 dB回波损耗带宽为110 GHz(从330 GHz到440 GHz)。设计的400 GHz Marchand balun的电路面积仅为0.0018 mm2(不包括焊盘面积),远小于其他类型的太赫兹巴伦结构。

摘要：研究了在矩形波导E平面填充的一维周期或准周期左右手材料光子晶体中电磁波的色散特性。采用传输矩阵法推导出一种适用于任意一维光子晶体E面填充矩形波导的2×22×2阶特征矩阵。定量分析了周期光子晶体中单元结构的重复次数、光子晶体的排列方式(周期,斐波那契,Thue-Morse和Octonacci排列)、及左手/右手材料介电常数等变量的改变对纵剖面电模式(LSE)色散特性的影响。结果表明,在矩形波导E面填充一维左右手材料光子晶体可以实现带隙特性,并且带隙的宽度和频谱位置受到左右手材料的介电特性及光子晶体排列方式的影响。该结构支持2个通带,一个是高于基模截止频率的正向波传播频带;另一个是显著低于基模截止频率的后向波传播频带。因此,在矩形波导E面填充左右手材料光子晶体为小型化波导和小型化滤波器的设计提供了新的思路。

摘要：利用半解析法和矩量法相结合的数值方法,对含有一维左手渐变折射率材料光子晶体矩形波导的色散特性进行分析。定量地分析了周期结构的重复次数、渐变折射率分布函数类型(常数型、线性型及抛物线型)、及分布函数系数等因素的改变对于色散特性的影响。结果表明,含有一维左手渐变折射率材料光子晶体的矩形波导可以实现完整的带隙特性,而避免了二维或三维光子晶体的制造困难。此外,这种结构支持两个传播通带,一个是高于波导基模截止频率的前向波通带,一个是远低于波导基模截止频率的后向波通带,因此,该结构为支持多通带传播的小型化波导及其相关器件的设计提供了新的思路。