Исследование микрополосковых моделей полосно-пропускающих фильтров на одномерных фотонных кристаллах

• Автор: Волошин, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 134 с. : ил.

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И СИМВОЛОВ

Глава I ФОТОННЫЕ КРИСТАЛЛЫ И ИХ МОДЕЛИ

§1.1. Фотонные кристаллы

§1.2. СВЧ-структуры, имеющие фотонные запрещенные зоны

§1.3. Микрополосковые модели одномерных ФК

§1.4. Постановка задачи

Глава II ОСОБЕННОСТИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ОДНОМЕРНЫХ ФК С

ПОМОЩЬЮ МИКРОПОЛОСКОВЫХ ЛИНИЙ ПЕРЕДАЧИ

§2.1. Микрополосковые модели одномерных фотонных кристаллов ....39 §2.2. Регулярный микрополосковый резонатор и спектры его

собственных колебаний

§2.3. Добротность регулярного микрополоскового резонатора

§2.4. Используемая методика расчета амплитудно-часто гных
характеристик
§2.5. Аналогия реальных одномерных ФК и нерегулярных
микрополосковых структур
§2.6. Выводы
ГЛАВА III МИКРОПОЛОСКОВЫЕ МОДЕЛИ ПОЛОСНО-ПРОПУСКАЮЩИХ ФИЛЬТРОВ НА ОДНОМЕРНЫХ ФОТОННЫХ
КРИСТАЛЛАХ
§3.1. Полосно-пропускагащие фильтры на одномерных ФК
§3.2. Электрически управляемый СВЧ фазовращатель на жидких
кристаллах
§3.3. Полосно-пропускающие фильтры с широкой высокочастотной
полосой заграждения
§3.4. Влияние интерфейса на амплитудно-частотные характеристики
фильтров

§3.5. Выводы
Глава IV ПОЛОСНО-ПРОПУСКАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫ НА ОДНОМЕРНЫХ ФОТОННЫХ КРИСТАЛЛАХ С ДЕФЕКТАМИ
§4.1. Исследования нагруженной добротности резонанса примесной
моды в микрополосковой модели одномерного ФК
§4.2. Узкополосные полосно-пропускающие фильтры на одномерных
ФК с дефектами
§4.3. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И СИМВОЛОВ
ФК - фотонный кристалл
ОФК - одномерный фотонный кристалл
ю - одномерный
2В - двумерный
ЗВ - трехмерный
ППФ - полосно-пропускающий фильтр
ФЗЗ - фотонная запрещенная зона
СВЧ - сверхвысокочастотный
МПР - микрополосковый резонатор
мпл - микрополосковая линия
АЧХ - амплитудно-частотная характеристика
ФЧХ - фазо-частотная характеристика
ФНЧ - фильтр низких частот
ФВ - фазовращатель
жк - жидкий кристалл
с - относительная диэлектрическая проницаемость, [безразмерная величина, (б/р)]
- эффективная диэлектрическая проницаемость, [б/р]
IV - ширина полоскового проводника МПЛ, [мм]
и - толщина подложки, [мм]
п - показатель преломления, [б/р]
2 - волновое сопротивление, [Ом]
/ - частота, [Гц]
и т - АЧХ прямых потерь, [дБ]
я, /?(/) - АЧХ обратных потерь, [дБ]
I - электрический ток, [А]
и - электрическое напряжение, [В]
/о - амплитуда тока, [А]

ским диапазоном, можно сказать, что волновое сопротивление любого диэлектрического слоя с показателем преломления п можно определить по формуле:
1 = ^- (2.12) п ’
где % о = д/р о / е0 - волновое сопротивление свободного пространства, равное приблизительно 377 Ом. Пусть слой с низким показателем преломления П1 имеет волновое сопротивление 2[_, а соседний с ним слой с высоким показателем преломления пц - волновое сопротивление 2И. Тогда скачок волновых сопротивлений на границе этих двух слоев согласно формуле (2.12) равен:
2, п „
Тк-=—, (2ЛЗ)

Относительная величина пн!п1 в оптике называется контрастом по показателю преломления или коэффициентом контраста [25,38].
Нагруженная добротность МПР связана с 0О и (7СП соотношением:
1 1
— = + (2.14)
е е0 есв '
Следует отметить, что на практике, благодаря использованию в МПЛ подложек из материала с малым тангенсом угла потерь, а также полосковых проводников с малыми омическими потерями (медь, золото), собственная добротность 00 обычно гораздо больше добротности связи £)св. Поэтому, согласно формуле (2.14), нагруженная добротность МПР в нерегулярной микрополоско-вой структуре определяется добротностью его связи 0дп.
§2.4. Используемая методика расчета амплитудно-частотных характеристик
В данной работе расчет амплитудно-частотных характеристик микропо-лосковых структур производился в пакете программ для анализа СВЧ-схем “Microwave Office” версии 5.52. Данный пакет удобен для разработки и проек-