【正文】 （）即 （）式中，C稱為互耦系數(shù)矩陣。一般情況下，饋電網(wǎng)絡(luò)是在假定各輸出端口連接匹配負(fù)載或固定負(fù)載情況下進(jìn)行設(shè)計(jì)的，因此，饋電網(wǎng)絡(luò)做成之后，參數(shù)不便改變，即其輸出端的電壓矩陣V大體上保持不變，而隨著天線波束的掃描，阻抗矩陣Z已發(fā)生了變化，這意味著反應(yīng)陣列中各單元上電流分布的電流矩陣I要發(fā)生變化，使I偏離原來(lái)要求的電流分布，從而引起天線副瓣電平增高、天線增益下降和主瓣寬度展寬等不良后果。天線單元之間的互耦影響主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面。在Z矩陣中，為各天線單元的自阻抗，其余為單元之間互耦引起的互阻抗，表示第i個(gè)天線單元的由第k個(gè)單元引入的互阻抗。各天線單元的激勵(lì)電流是由饋電網(wǎng)絡(luò)提供的，因此，只有知道天線單元的輸入阻抗，才能根據(jù)饋線網(wǎng)絡(luò)輸出端的電壓（場(chǎng)強(qiáng)）求出各天線單元的電流。這便是相控陣天線中的“盲點(diǎn)”現(xiàn)象或“強(qiáng)制諧振效應(yīng)”。天線單元之間的互耦效應(yīng)的會(huì)對(duì)相控陣天線的特性[15，16]產(chǎn)生比較大的影響，一般認(rèn)為會(huì)導(dǎo)致：（1）單元的有源輸入阻抗與自由空間的不同，而且隨掃描角(即各個(gè)單元的相位配置)而改變；（2）單元的輻射波瓣圖要發(fā)生變化；（3）天線的極化特性要變壞。這種效應(yīng)就稱之為陣列天線的“互耦”[13]。天線的性質(zhì)決定了當(dāng)兩個(gè)天線放在一起的時(shí)候，一個(gè)發(fā)射則另一個(gè)將會(huì)接收到一些發(fā)射來(lái)的能量，接收能量的多少取決于天線之間的距離和相對(duì)的方向性。既然相控陣天線的有源阻抗變化是由于單元互耦引起的，諧振型微波光子晶體存在的頻率禁帶可以有效的抑制天線之間的互相耦合，因此諧振型微波光子晶體就有可能在改善相控陣天線掃描特性中發(fā)揮重要的作用。第三章 微波光子晶體改善相控陣天線掃描特性相控陣天線從提出至今已發(fā)展了幾十年，現(xiàn)在仍然受到人們的廣泛關(guān)注，因?yàn)樗哂械膬?yōu)點(diǎn)在今天仍然很有意義。當(dāng)求解完成后，就會(huì)出現(xiàn)以下信息：Solution process plete選擇OK。三、生成解在執(zhí)行窗口選擇Solve。每一步完成后，系統(tǒng)都會(huì)在其后畫(huà)個(gè)對(duì)號(hào)。Matrix Plot訪問(wèn)Matrix Plot Post Processor，你可以畫(huà)出許多對(duì)應(yīng)于時(shí)間和頻率的參數(shù)圖。 CPU使用，內(nèi)存尺寸等的統(tǒng)計(jì)。選擇求解中使用哪一種有限單元網(wǎng)格。使用Setup Boundaries/Sources命令來(lái)設(shè)置源和邊界。Ansoft HFSS可以有效的運(yùn)行在UNIX工作站和PC機(jī)的WINDOWS下。S參數(shù)和相應(yīng)端口阻抗的歸一化S參數(shù)。 光子晶體結(jié)構(gòu)的表面波帶隙第二章 Ansoft HFSS軟件簡(jiǎn)介Ansoft HFSS[12]是一個(gè)計(jì)算電磁結(jié)構(gòu)的交互軟件包。而圖中的兩條斜線（實(shí)線表示）代表了自由空間的光速，斜率小于這兩條斜線的區(qū)域?yàn)槁▍^(qū)，對(duì)應(yīng)了表面波傳播的范圍。由于我們關(guān)心的是表面波帶隙，所以只取小于光速傳播的模式。表面的阻抗Zs為：（）則諧振電路的諧振頻率f0為：（） 并聯(lián)LC電路的阻抗特性，當(dāng)激勵(lì)的頻率小于諧振頻率時(shí)，表面阻抗表現(xiàn)為感抗，表面上能支持TM模表面波的傳播；而當(dāng)激勵(lì)的頻率大于諧振頻率時(shí)，表面阻抗表現(xiàn)為容抗，表面上能支持TE模表面波的傳播。我們來(lái)分析光子晶體結(jié)構(gòu)的表面波傳輸特性。時(shí)域方法最典型的比如FDTD，但是對(duì)于分析周期結(jié)構(gòu)，首先FDTD的公式變得非常復(fù)雜，同時(shí)對(duì)于一個(gè)給定的傳播常數(shù)都要進(jìn)行一次計(jì)算，因此要獲得其色散圖譜將非常耗時(shí)。微波光子晶體從其描述上來(lái)看是一種周期結(jié)構(gòu)，而對(duì)于周期結(jié)構(gòu)的分析，一般分為兩個(gè)方面：一是研究其平面波響應(yīng)，也就是對(duì)于一個(gè)入射的平面波，計(jì)算其反射和透射信號(hào)特性，這在分析頻率選擇表面（FSS）中體現(xiàn)得尤為突出；另外一方面就是分析結(jié)構(gòu)的電磁波模式特性，比如一層介質(zhì)材料除了具有連續(xù)的輻射模式外，還支持離散的表面波模式。 微波光子晶體的分析方法微波光子晶體的理論分析在光子晶體的設(shè)計(jì)中起到關(guān)鍵的作用。另外有一些特殊的EBG結(jié)構(gòu)，其周期單元本身的諧振特性比較強(qiáng)，此時(shí)局域諧振機(jī)理的作用將占據(jù)上風(fēng)，由它們所組成的EBG結(jié)構(gòu)的禁帶特性，主要由單元的諧振效應(yīng)決定，成為局域諧振型EBG。第二種為局域諧振機(jī)理，與Bragg散射機(jī)理不同，周期單元本身的諧振效應(yīng)在帶隙形成中占主要地位。光子晶體在微波頻段的研究涉及濾波器、混合器、諧振器、高效放大器、諧波抑制器、人身防護(hù)天線、高性能微波天線、相控陣天線等，覆蓋的范圍非常廣泛。 二維光子晶體的能帶結(jié)構(gòu)圖167。圖中的第一部分（?！鶻），βx從0到π/a變化，也就是在陣列中表示沿x方向，相應(yīng)的βy = 0?？梢宰C明，在高對(duì)稱性點(diǎn)處，取方向極值。這個(gè)函數(shù)所包含的信息就是光子晶體的能帶結(jié)構(gòu)。粗線代表基矢，灰色區(qū)域代表簡(jiǎn)約布里淵區(qū)167。選擇一組中的某一個(gè)矢量作為這一類群的代表，稱為Bloch矢量。在作用下不變。 Bloch－Floquet原理光子晶體的周期性可以用周期平移算子來(lái)表征，如（）所示。這樣Maxwell方程就變?yōu)楸菊髦祮?wèn)題，就是本征值。如果形成的是面缺陷，則可得到理想的反射面，理論上可反射所有入射方向的光，反射率接近100%。在特定的頻率范圍內(nèi)，反射系數(shù)為1，這個(gè)范圍對(duì)應(yīng)著能帶結(jié)構(gòu)圖中沒(méi)有模式的頻率范圍，也就是光子晶體的帶隙。光子晶體按照周期性可分為一維、二維或三維結(jié)構(gòu)。眾所周知。微波領(lǐng)域從理論分析、制備到實(shí)驗(yàn)測(cè)試都有相當(dāng)成熟的技術(shù)和儀器設(shè)備，所以光子晶體在微波頻段的研究快速開(kāi)展起來(lái)，并且不斷獲得新的成果，EBG相關(guān)理論及應(yīng)用已經(jīng)成了一個(gè)重要的研究方向。十多年來(lái)，有關(guān)理論與實(shí)驗(yàn)研究取得了不少重要進(jìn)展，在不久的將來(lái)，光子晶體的成果必將對(duì)信息通訊業(yè)產(chǎn)生重大影響，正如半導(dǎo)體的出現(xiàn)引起了電子學(xué)的一場(chǎng)革命，光子晶體的出現(xiàn)也將帶來(lái)一場(chǎng)光電子學(xué)的新革命。在某些頻率范圍，所有入射方向上電磁波的所有偏振態(tài)都被禁止傳播，這些被禁止的頻率區(qū)間即稱為“光子帶隙”(Photonic Band Gap), 而具有“光子帶隙”的材料則被稱為光子晶體。 三角形柵格排列縫隙相控陣的仿真分析結(jié)果 27167。Ansoft HFSS軟件的使用方法 12第三章 微波光子晶體改善相控陣天線掃描特性 14167。 能帶結(jié)構(gòu) 5167。 微波光子晶體起源 1167。研究表明，光子晶體的引入可以有效地改善天線和天線陣列的特性，主要體現(xiàn)在可以減小天線單元和天線陣列間的耦合。其次利用所建立的數(shù)值仿真工具，對(duì)微波光子晶體的帶隙進(jìn)行了計(jì)算，研究了光子晶體在微波天線以及天線陣列中的應(yīng)用。 空軍工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)摘 要微波光子晶體，也稱為電磁帶隙結(jié)構(gòu)，是一種具有頻率禁帶的新型周期結(jié)構(gòu)。利用Floquet定理，將無(wú)限大周期結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為一個(gè)周期單元來(lái)計(jì)算。最后主要研究了正方形和三角形柵格排列縫隙相控陣的仿真分析結(jié)果。The photonic crystals (PC) have been applied in microwave antennas and antenna arrays. The reason that the scanning blind spot exists in the scanning of waveguide slotted array antenna is the coupling between antenna elements, that is, the surface wave of antenna array. Then the bandgap preperty of EBG is used to reduce the coupling between antenna elements. The primary work is the simulated results of square and triangular grid phased array. The results show that the PCs can improve the characteristics of antennas and antenna arrays. The gain of main lobe has addition, the mutual coupling between the antenna elements or arrays can be reduced. The HIS is used to suppress the mutual coupling between the phased array elements and the results show that the HIS can improve the scan characteristics of phased array through ameliorating the wideangle impedance matching and eliminating the scan blindness.Key words: microwave photonic crystal, electromagnetic bandgap, waveguide endslot antenna, eliminating the scan blindness, wideangle impedance matching. 目錄摘 要 IAbstract II目錄 III第一章 微波光子晶體 1167。 Bloch－Floquet原理 4167。 微波光子晶體的分析方法 8第二章 Ansoft HFSS軟件簡(jiǎn)介 12167。 正方形柵格排列縫隙相控陣的仿真分析結(jié)果 25167。在固體物理研究中發(fā)現(xiàn)，晶體中周期性排