红外与毫米波学报
2022, 41(6): 1042
乐山师范学院 数学与信息科学学院, 四川 乐山 614000
运用矢量有限元方法对脊位于窄边的四种加载介质双脊波导的主模截止波长和单模带宽特性进行了计算和分析, 四种波导分别为脊位于窄边的加载介质双脊矩形波导、加载介质双脊梯形波导、加载介质双脊V形波导以及加载介质双脊椭圆形波导。计算结果表明, 脊位于窄边的四种加载介质双脊波导的两种传输特性总体相似, 和脊位于宽边相比, 脊位于窄边的主模归一化截止波长和单模带宽总体小很多, 且脊位于宽边时的特性变化趋势比脊位于窄边时剧烈。这些计算结果将有助于微波器件及微波系统的设计。
脊位于窄边 介质加载 主模截止波长 单模带宽 矢量有限元法 ridge in narrow wall dielectric-loaded cutoff wavelength of the dominant mode the single-mode bandwidth edge-based finite element method
上海理工大学光电信息与计算机工程学院， 上海 200093
设计了一种介质加载石墨烯等离子体波导，研究了不同结构尺寸的波导模场分布及传输特性。仿真结果表明，当石墨烯的化学势为0.7 eV、波导脊宽度和脊高度均为1000 nm时，介质加载石墨烯等离子体波导的模式宽度达到最小值1.55 μm，传播长度达到43.47 mm。该介质加载石墨烯等离子体波导不仅可以满足波导设计的要求，也为纳米器件的长距离传输提供了可能。
表面光学 石墨烯 等离子体波导 传输特性 介质加载 激光与光电子学进展
2017, 54(11): 112401
兰州大学信息科学与工程学院现代通信技术研究所, 甘肃 兰州 730000
提出了一种双层半圆介质加载表面等离子激元波导新结构，并利用有限元方法对该新型波导结构在工作波长1550 nm下的传输特性进行了数值仿真和优化分析，得到了波导传播特性的主要参数。结果表明：在波导总面积保持不变的情形下，当双层半圆介质的折射率分别取为n1=1.4和n2=1.473时，波导的传播特性最佳；在此折射率参数基础上，波导的内外介质半径比r1/r2为0.5时，波导的传播长度最大、衰减系数最小并且模式面积和品质因数的取值都非常理想，可以获得最优的波导传输效果。
集成光学 表面等离子激元波导 双层半圆介质加载波导 传播长度 品质因数 激光与光电子学进展
2016, 53(6): 061302
1 燕山大学电气工程学院，河北 秦皇岛 066004
2 广西师范大学电子工程学院，广西 桂林 541004
为实现长距离传输及亚波长尺度的模式限制，在传统介质加载型表面等离子结构的基础上，设计了一种微孔介质加载混合表面等离子体波导，采用时域有限差分法(FDTD)对该波导模式场分布及传输特性进行了相应的研究。研究表明所设计的波导结构具有较强的局域场限制，通过在孔内填充增益介质，使混合等离子体波导的传输损耗得到了补偿，输出端的表面等离子激元实现了增益放大。结果表明，通过调整波导的几何参数和电磁参数，可以显著提高波导的场限制，降低波导本身的损耗，其中当孔与金属之间距离为44 nm时，波导的损耗达最小约为-13 dB/μm。这一设计可以为光子器件集成提供一定的理论和实验借鉴价值。
混合表面等离子体波导 介质加载 增益介质 传输特性 hybrid surface plasmonic waveguide dielectric-loaded gain medium propagation properties
中国科学院电子学研究所 中国科学院高功率微波源与技术重点实验室, 北京 100190
建立了槽区内加载介质的格栅慢波结构模型. 通过Borgnis函数法和场匹配法得到冷态和热态色散方程. 并推导了耦合阻抗的表达式.在稀疏电子注的假设下, 求得增益近似解的表达式.通过数值方法,求解并分析了加载介质对色散关系、基波耦合阻抗、基波相速和基波增益的影响.并指出分别在槽内加载介质和格栅对侧加载介质对高频特性的不同影响趋势.
金属格栅 介质加载 色散 增益 耦合阻抗 metal-grating dielectric loaded gain coupling impedance
1 乐山师范学院数学与信息科学学院, 四川 乐山 614000
2 东华理工大学理学院, 江西 南昌 344000
将矢量有限元方法应用到脊位于窄边的四种加载介质双脊波导的场结构特性计算中，这其中包括脊位于窄边的加载介质双脊矩形波导、脊位于窄边的加载介质双脊V 形波导、脊位于窄边的加载介质双脊椭圆形波导以及脊位于窄边的加载介质双脊梯形波导。多种模式的场结构特性随脊尺寸的变化而变化，其图形结果将有助于微波器件的设计。
集成光学 脊位于窄边 矢量有限元法 介质加载 场结构 激光与光电子学进展
2014, 51(3): 031301
分布式介质加载技术已被成功应用于回旋行波管的高频结构，该结构对于回旋行波管的自激振荡起到很好的抑制作用。对采用分布式介质加载的Ka波段，工作模式为TE01模的回旋行波管进行了稳定性分析；计算了介质加载条件下工作和寄生模式的传播损耗，以及不同传播损耗下工作模式的起振电流；对不同介质加载条件和工作电流，给出了三个主要寄生模式的起振长度；在对介质加载回旋行波管工作和寄生模式稳定性综合分析的基础上，确定了介质加载厚度及相对介电常数等参数。利用优化设计的高频结构及介质加载参数，进行了整管热测实验，得到了输出功率160 kW，饱和增益40 dB，效率22.8%及3 dB带宽5%的回旋行波管。
回旋行波管 线性理论 绝对不稳定性 分布式介质加载 起振长度 起振电流 gyrotrontraveuing wave tube linear theory absolute instability distributed dielectric loading start length start current
提高天线增益和辐射效率是瞬态天线研究的重要内容之一。通过设定高斯脉冲激励波形,导出了瞬态辐射的能量阵列因子,分析了1维对称均匀天线阵列的瞬态辐射特性。结果表明:阵列的辐射波形与观察时间区间和角度有关,瞬态与稳态特性差异明显,时域辐射方向图与脉冲宽度有关,阵列可实现时域波束扫描。设计了介质加载天线阵,并采用3维电磁场分析软件进行了时域仿真计算,分析了介质加载对天线辐射特性的影响。研究表明:有介质加载的天线前向辐射电场峰值比没有介质加载的天线增加逾1倍,即瞬态辐射功率增大了3倍多,通过对计算和仿真结果的分析比较,验证了分析和设计方法的正确性和有效性。
瞬态辐射 介质加载 天线阵 高斯脉冲 transient radiation dielectric loaded antenna array Gaussian pulse
北京航空航天大学 航空科学与工程学院,北京 100083
阐述了平面波在无限平面单层频率选择表面(FSS)中的带内损耗机理并区分出失配损耗和介质损耗,基于模态分析法研究了诸多因素对损耗特性的影响。研究表明,介质有耗时,TE波大入射角下损耗最大;阵列分布或单元缝隙影响带宽的条件下,介质损耗与带宽总是呈相反的趋势;单侧介质加载的带内传输损耗主要是失配损耗还是介质损耗取决于介质厚度和加载方式。介质厚度为λ/4时失配损耗最大,λ/2时介质损耗最大;而且相同厚度下介质覆盖比衬底时的失配损耗小。对称加载时则主要为介质损耗,且损耗低于单侧加载。
频率选择表面(FSS) 传输特性 介质损耗 介质加载 Frequency Selective Surface(FSS) transmission property dielectric loss dielectric loading
