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第1章 太赫兹源及天线1

1.1引言1

1.2太赫兹通信领域1

1.3太赫兹源与检测器4

1.4高定向性太赫兹天线6

1.5后续研究方向14

参考文献15

第2章 多层微带传输线21

2.1引言21

2.2多层微带传输线的必要性21

2.3微带传输线分析21

2.3.1有效介电常数22

2.3.2特征阻抗25

2.3.3基片层对特征阻抗的影响27

2.3.4微带传输线中的损耗28

2.4小结31

参考文献31

第3章 采用电磁带隙材料的微带天线设计33

3.1引言33

3.2光子晶体和超材料34

3.3带隙材料分析36

3.3.1基片厚度对带隙的影响37

3.3.2半径和空气柱间隔对带隙的影响38

3.4有效介电常数的恢复39

3.5天线分析与仿真41

3.5.1太赫兹微带贴片天线的几何参数41

3.5.2带隙对天线定向性的影响44

3.5.3均质基片天线定向性对比44

3.6通过缩比模型确认分析的有效性46

3.7小结47

参考文献48

第4章 EBG基片上的贴片阵列天线51

4.1引言51

4.2几何结构51

4.3基片材料与馈电机构52

4.4贴片天线阵列的等效电路模型53

4.5相长干涉54

4.6天线参数研究55

4.6.1间隙G1和G2的影响55

4.6.2 S1和S2变化的影响56

4.6.3引向器宽度对电性能的影响58

4.6.4 EBG的影响59

4.6.5互耦对增益和定向性的影响60

4.7结果对比62

4.8贴片天线阵列的最新进展63

4.8.1串联馈电微带贴片天线63

4.8.2谐振腔型天线64

4.8.3反射阵列64

4.9小结65

参考文献66

第5章 环谐振腔集成半椭圆透镜天线69

5.1引言69

5.2为什么在太赫兹通信中使用透镜天线69

5.3低介电常数透镜材料71

5.3.1透镜天线设计中的低相对介电常数材料71

5.3.2介电常数影响的对比72

5.4环谐振腔集成透镜天线73

5.5环谐振腔集成透镜工作原理75

5.5.1环谐振腔75

5.5.2半椭圆介质透镜天线分析76

5.5.3天线系统的总定向性77

5.6环形谐振腔集成透镜天线的数值分析77

5.7性能对比79

5.8用不同技术验证理论82

5.8.1分析方法82

5.8.2仿真技术的对比83

5.9环与贴片集成透镜天线85

5.10小结86

参考文献86

第6章 高定向腔型太赫兹天线设计89

6.1引言89

6.2天线的基本外形90

6.3工作原理90

6.3.1有效媒质近似91

6.3.2有效媒质法和射线追踪技术的关系95

6.4太赫兹偶极子96

6.5两个侧金属壁的影响97

6.6天线的缩比模型100

6.7天线性能的对比101

6.8小结102

参考文献102

第7章 开环谐振腔负载太赫兹微带天线性能分析104

7.1引言104

7.2基片的影响105

7.3表面波模型与基片厚度106

7.4表面波损耗的抑制109

7.5开环谐振腔微带天线110

7.6基片与馈线的选择111

7.7参数研究112

7.7.1基片厚度对增益和辐射效率的影响112

7.7.2损耗角正切对增益的影响113

7.8开环谐振腔微带天线的优化114

7.8.1宽度与内谐振腔间隙的影响114

7.8.2间隙对天线增益的影响116

7.9定向性的对比117

7.10分析的验证118

7.11小结120

参考文献120

第8章 用于预测太赫兹贴片天线定向性的对比法123

8.1引言123

8.2工作原理123

8.2.1频率选择表面分析123

8.2.2使用射线追踪法进行谐振估计125

8.2.3对比法125

8.3数值分析126

8.4接地面尺寸的影响129

8.5天线损耗的影响132

8.5.1介质损耗132

8.5.2导体损耗133

8.5.3辐射效率和增益133

8.6外侧壁的影响134

8.7结果对比135

8.8定向性的对比137

8.9硬件实现137

8.10小结137

参考文献137

第9章 太赫兹频率选择表面140

9.1引言140

9.2 FSS：简要回顾140

9.3 FSS模型141

9.4数值和仿真结果144

9.5角敏感性146

9.6太赫兹频段损耗149

9.6.1电阻损耗149

9.6.2表面粗糙度151

9.6.3介质损耗151

9.7小结152

参考文献153

第10章 太赫兹通信系统进展156

10.1引言156

10.2太赫兹通信的未来156

10.3太赫兹器件158

10.3.1肖特基势垒二极管158

10.3.2共振隧穿二极管159

10.3.3耿氏二极管160

10.3.4场效应晶体管160

10.3.5崩越二极管161

10.3.6锗化硅异质结双极晶体管161

10.4太赫兹镜161

10.5太赫兹波传播163

10.5.1视距传播模型163

10.5.2非视距传播模型164

10.6太赫兹通信系统165

10.6.1太赫兹检测技术165

10.6.2 100GHz数据传输166

10.7太赫兹频率的信道编码168

10.8总结169

参考文献169