适用于电真空器件输能窗的超材料结构设计文献综述

 2023-08-10 09:27:54
  1. 文献综述(或调研报告):

本次毕设的课题为“适用于电真空器件输能窗的超材料结构设计”,针对此内容本人进行了文献调研。

论文[1]介绍了行波管在远程通讯上的应用,主要介绍了欧美的无线通讯发展史,论文可分为1945年前后的无线电发展,行波管的起源以及其在卫星通讯方面的重要应用,作者在最后对行波管的未来发展进行了一定的展望,让读者对作为电真空器件之一的行波管的来源和应用有更为深刻的认识。

论文[2]提出了一种基于简单多环结构的宽带太赫兹超材料吸波结构。作者设计了一种单层、柔性、宽带的太赫兹超材料吸波结构,它由四个带有多个金属环的子单元和一个由电介质层隔开的金属接地平面组成。作者通过仿真测试,观察了其在太赫兹波段的宽带特性,通过实验可以看出它在特定的波段范围内其对TE极化和TM极化波的吸收率远优于以前基于金属环的单层吸收器,说明了超材料吸波结构未来在应用方面具有良好的前景。

论文[3]提出了一种对极化不敏感的宽带太赫兹超材料吸波结构,超材料吸波结构由数个圆形和菱形的金属贴片以及一个由聚酰亚胺介电层隔开的金属接地平面组成。通过增加不同尺寸的圆形和菱形贴片的数量,由于每个贴片的共振频率足够接近,因此相隔很近的频率会互相合并在一起,使得器件的工作带宽变宽。通过仿真实验,分别研究了其表面电流和电场,结果表明在0.3035 THz时的最高吸收率高达99.93%,因此,由于其对极化的不敏感以及较大的工作带宽,该器件未来可以在太赫兹波检测以及通信系统中得到应用。

论文[4]报告了一种基于“Cu-电介质-Cu”的三层纳米结构的三频完美超材料吸波结构(PMA),顶部的金属膜结构由一个环和四对电容器极板组成,它们具有的选频功能使得吸波结构能够在近红外范围内产生谐振。通过理论研究可证明其在三个吸收峰(872.54 nm,1008.69 nm和1138.62 nm)的吸收率分别为87.1%,99.9%和99.6%,并且通过改变结构参数能够影响其吸收峰以及共振波长。同时,由于吸波结构具有高度的对称性,它对偏振角和入射角不敏感,因此其无论是在TE模式还是TM模式下,吸波结构在大入射角(0-60°)时都具有良好的工作性能。并且,由于Cu和SiO2材料的多功能性以及实用性,使得器件结构的设计和制造成为可能,因此,该论文提出并设计的理想超材料吸波结构在未来可广泛应用于传感器当中。

论文[5]首先介绍了微波输能窗中盒型窗的结构以及影响其性能的条件,然后对盒型窗的传统等效电路理论进行了分析和推导,并且在以蓝宝石作为窗片材料的情况下对盒型窗等效电路理论进行了延伸讨论。同时,作者推导了窗片温升的计算公式。最后,作者仿真设计了一款蓝宝石窗片盒型窗,并结合其自身的需要加工制作了样品并进行了测试,测试结果显示其性能满足需求。

论文[6]梳理了行波管输能耦合结构,对其进行了详细的介绍,同时介绍了该结构设计方法和步骤进行,通过仿真计算分析了输能耦合结构各部分对驻波系数的影响,经过实际的测试验证了设计方法和仿真计算的正确性,最终得到可用于工程实际的输能耦合结构。

论文[7]首先介绍了超材料的基本概念和内涵,以此为基础设计了微波段单层宽带低散射人工电磁表面,与多层结构相比,单层人工电磁表面在空间分布上具有更加紧凑,易于加工,更适合共形方面的应用的特点,随后将微波段低散射人工电磁表面的设计方法拓展到了太赫兹波段,提出了太赫兹单层低散射人工电磁表面。

论文[8]综述了超材料完美吸波结构(PMA)的研究近况以及应用前景,较为详细的介绍了多种PMA的结构与性能,最后对PMA的发展趋势进行了深入的探讨,得出了多功能、结构简化是其未来的发展趋势的结论。

论文[9-12]各自介绍了一种超材料吸波结构:第一篇文献设计了一种以FR-4作为介质基板,双C型金属环作为谐振单元的吸波结构,并用CST MWS软件测试其性能,最后对其性能进行了分析和总结,便于读者进行比较;第二篇文献设计了一种工作于电磁波平行入射情况下的多波段连通矩形谐振环结构单元左手材料吸波结构,并且用CST 2015软件进行了详细的了结构的传输特性,最后通过将实际实验的结果与软件测试的结果进行相应的比较,分析了差异产生的原因;第三篇文献主要论述了吸波材料的吸波机理以及对其吸波结构的吸波特性的研究,通过CST软件设计了一种太赫兹四波段超材料吸波结构,并分析了它的性能,从而向读者展示了吸波结构的中间介质层对于整体性能的影响。第四篇文献首先介绍了超材料和吸波材料的背景以及核心问题,然后综述了超材料吸波结构的研究进展,最后介绍了论文的主要工作及其创新点。

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