Исследование микрополосковых фотонных кристаллов и устройств частотной селекции на их основе

• Автор: Ходенков, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 160 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И СИМВОЛОВ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I ФОТОННЫЕ КРИСТАЛЛЫ И СТРУКТУРЫ СВЧ ДИАПАЗОНА НА ОСНОВЕ ФК

§1.1. Одномерные фотонные кристаллы

§1.2. Двумерные фотонные кристаллы

§1.3. Фотонные кристаллы и микрополосковые аналоги ФК

§1.4. Структуры СВЧ диапазона на основе ОФК

§1.5. Структуры СВЧ диапазона на основе ДФК

§1.6. Постановка задачи

ГЛАВА II ИССЛЕДОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ППФ НА ОСНОВЕ

ОДНОМЕРНЫХ ФК
§2.1. Модель и методика расчета одномерных ФК
§2.2. Изучение частотно-селективных свойств фильтров на основе
диэлектрических ОФК
§2.3. Исследование конструктивных параметров фильтров на основе

§2.4. Исследование возможностей улучшения селективных свойств
фильтров на основе ОФК
§2.5. Исследование коэффициентов связи смежных резонаторов в
фильтрах на основе одномерных ФК
§2.6. Экспериментальное подтверждение полученных результатов
§2.7. Выводы
ГЛАВА III ИССЛЕДОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ППФ НА ОСНОВЕ
ОДНОМЕРНЫХ МФК
§3.1. Модель и методика расчета одномерных МФК

§3.2. Физические аспекты оптимальной настройки одномерных МФК с
резонаторами в форме рамок
§3.3. Исследование конструктивных параметров 1ІІ1Ф на основе
одномерных МФК
§3.4. Исследование селективных свойств ППФ на основе одномерных

§3.5. Исследование конструкций двухмодовых фильтров на основе
одномерных МФК
§3.6. Экспериментальное подтверждение полученных результатов
§3.7. Выводы
ГЛАВА IV ИССЛЕДОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ППФ НА ОСНОВЕ
ДВУМЕРНЫХ МФК
§4.1. Модель и методика расчета двумерных МФК
§4.2. Исследование конструкций ППФ на основе двумерных МФК с равными четырьмя резонаторами взаимодействующими по двум
направлениям
§4.3. Исследование конструкций ППФ на основе двумерных МФК с
четырьмя резонаторами при расположении ТКП по центру звеньев
§4.4. Исследование конструкций ППФ на основе двумерных МФК с
шестью резонаторами взаимодействующими по двум направлениям
§4.5. Исследование резонансов Брэгга-Вульфа в
двумерных МФК
§4.7. Экспериментальное подтверждение полученных результатов
§4.8. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И СИМВОЛОВ
ФК - фотонный кристалл
ФЗЗ - фотонная запрещенная зона
ОФК - одномерный фотонный кристалл
МФК - микрополосковый фотонный кристалл
СВЧ - сверхвысокочастотный
эмв - электромагнитная волна
ГТГГФ - полосно-пропускагощий фильтр
пп - полоса пропускания
АЧХ - амплитудно-частотная характеристика
ДФК - двумерный фотонный кристалл
ш - одномерный
20 - двумерный
ЗБ - трехмерный
отр? отр() относительный коэффициент отражения ЭМВ, [б/р]
кпр> кпр () относительный коэффициент пропускания ЭМВ, [б/р]
а - угол падения ЭМВ, [рад]
п - относительный показатель преломления, [б/р]
с1 - физическая толщина материала, [м]
X - длина ЭМВ, [м]
а - период решетки, [м]
к0 - волновое число, [м"1]
/ - мнимая единица
т - элементы характеристической матрицы
М - характеристическая матрица
6 - относительная диэлектрическая проницаемость, [б/р]
N - число резонаторов, [шт]
Б - диаметр отверстий [м]

структур оптического диапазона. Поэтому, на сегодняшний день исследования двумерных МФК очень важны для науки.
Кратко, для двумерных электромагнитных кристаллов вышеупомянутое приведено в таблице 1.1.
§1.4. Структуры СВЧ диапазона на основе ОФК
Разберем подробно, какие микрополосковые структуры на основе одномерных фотонных кристаллов представлены в литературе на сегодняшний день.
Авторы работы [120] исследовали ряд «базовых» структур (рис. 1.17, 1.18), с фотонными запрещенными зонами, полученных методом гравировки в плоскости заземления, с последующим просверливанием отверстий различной формы. В работе указано, что подложки у всех конструкций имеют эффективную диэлектрическую проницаемость Eef= 10.2, толщину h = 1.27 мм и толщину металлизации с обеих сторон равную 35 мкм. Плоскости заземления подключены к 50-ти омным линиям передачи.
На рисунке 1.17а, в показана фотография и АЧХ конструкции с девятью отверстиями равного диаметра D= 7.05 мм, с величиной периода а = 14.1 мм. Отношение Dia = 0.5 позволяет автором установить ФЗЗ на требуемую величину 4.25 ГГц.
/ ГГц / ГГц
Рис. 1.17. (а, б) - фотография конструкции с периодическими неоднородностями в форме окружности и их зависимости (в, г) прямых потерь мощности на прохождение [120]