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精确提取一维互易有限周期性结构色散特性的宏元胞法

龚建强 梁昌洪

精确提取一维互易有限周期性结构色散特性的宏元胞法

龚建强, 梁昌洪
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  • 提出了一种可精确提取一维互易有限周期性结构色散特性的宏元胞法. 将多个周期性元胞组合构成单个“宏元胞”, 以严格考量元胞间的互耦效应, 通过Bloch分析分别计算出正向激励和反向激励时Bloch 波的本征传输因子ξN和1/ξN, 对ξN取复对数操作即可解出一维有限周期性结构的衰减常数α, 而复对数函数的多值性使得相移常数β存在多整数分支的选择问题. 通过与解卷绕法获得的β近似值相比较,选择出合理的整数分支, 可精确计算出β. 与传统的本征模式法、解卷绕法及单元胞法相比,宏元胞法对元胞间的耦合强度不作要求, 计算更加精确快速, 可作为刻画一维互易有限周期性结构色散和Bloch阻抗特性的有力工具.
    • 基金项目: 中央高校基本科研业务费专项资金(批准号:K5051202007)资助的课题.
    [1]

    Paulotto S, Baccarelli P, Frezza F, Jackson D R 2008 IEEE Trans. Micro. Theo. Tech. 56 2826

    [2]

    Caloz C, Itoh T 2006 Electromagnetic Metamaterials: Transmission Line Theory and Microwave Applications (Hoboken: John Wiley & Sons, Inc.) p115

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    Mao S G, Chen M Y 2003 IEEE Trans. Micro. Theo. Tech. 50 2624

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    Smith D R, Schultz S, Markoš P, Soukoulis C M 2002 Phys. Rev. B 65 195104

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    Szabó Z, Park G H, Hedge R, Li E P 2010 IEEE Trans. Micro. Theo. Tech. 58 2646

    [6]

    Gong J Q, Chu Q X 2008 J. Electromagn. Waves Appl. 22 1985

    [7]

    Pozar D M 2006 Microwave Engineering (3rd Ed.) (Beijing: Publishing House of Electronics Industry) p320 (in Chinese) [波扎 2006 微波工程 (第三版) (北京: 电子工业出版社) 第320页]

    [8]

    Menzel C, Rockstuhl C, Paul T, Lederer F, Pertsch T 2008 Phys. Rev. B 77 195328

    [9]

    Pyo S, Han S M, Baik J W, Kim Y S 2009 IEEE Trans. Micro. Theo. Tech. 57 2775

    [10]

    Valerio G, Paulotto S, Baccarelli P, Burghignoli P, Galli A 2011 IEEE Trans. Micro. Theo. Tech. 59 2188

    [11]

    Smith D R, Vier D C, Koschny T, Soukoulis C M 2005 Phys. Rev. E 71 036617

    [12]

    Caloz C, Itoh T 2004 IEEE Trans. Micro. Theo. Tech. 52 980

    [13]

    Gong J Q, Liang C H 2011 Acta Phys. Sin. 60 059204 (in Chinese) [龚建强, 梁昌洪 2011 物理学报 60 059204]

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    Paulotto S, Baccarelli P, Frezza F, Jackson D R 2008 IEEE Trans. Micro. Theo. Tech. 56 2826

    [2]

    Caloz C, Itoh T 2006 Electromagnetic Metamaterials: Transmission Line Theory and Microwave Applications (Hoboken: John Wiley & Sons, Inc.) p115

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    Mao S G, Chen M Y 2003 IEEE Trans. Micro. Theo. Tech. 50 2624

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    Szabó Z, Park G H, Hedge R, Li E P 2010 IEEE Trans. Micro. Theo. Tech. 58 2646

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    Gong J Q, Chu Q X 2008 J. Electromagn. Waves Appl. 22 1985

    [7]

    Pozar D M 2006 Microwave Engineering (3rd Ed.) (Beijing: Publishing House of Electronics Industry) p320 (in Chinese) [波扎 2006 微波工程 (第三版) (北京: 电子工业出版社) 第320页]

    [8]

    Menzel C, Rockstuhl C, Paul T, Lederer F, Pertsch T 2008 Phys. Rev. B 77 195328

    [9]

    Pyo S, Han S M, Baik J W, Kim Y S 2009 IEEE Trans. Micro. Theo. Tech. 57 2775

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    Valerio G, Paulotto S, Baccarelli P, Burghignoli P, Galli A 2011 IEEE Trans. Micro. Theo. Tech. 59 2188

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    Smith D R, Vier D C, Koschny T, Soukoulis C M 2005 Phys. Rev. E 71 036617

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    Caloz C, Itoh T 2004 IEEE Trans. Micro. Theo. Tech. 52 980

    [13]

    Gong J Q, Liang C H 2011 Acta Phys. Sin. 60 059204 (in Chinese) [龚建强, 梁昌洪 2011 物理学报 60 059204]

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出版历程
  • 收稿日期:  2013-05-05
  • 修回日期:  2013-06-22
  • 刊出日期:  2013-10-05

精确提取一维互易有限周期性结构色散特性的宏元胞法

  • 1. 西安电子科技大学天线与微波技术国防科技重点实验室, 西安 710071
    基金项目: 

    中央高校基本科研业务费专项资金(批准号:K5051202007)资助的课题.

摘要: 提出了一种可精确提取一维互易有限周期性结构色散特性的宏元胞法. 将多个周期性元胞组合构成单个“宏元胞”, 以严格考量元胞间的互耦效应, 通过Bloch分析分别计算出正向激励和反向激励时Bloch 波的本征传输因子ξN和1/ξN, 对ξN取复对数操作即可解出一维有限周期性结构的衰减常数α, 而复对数函数的多值性使得相移常数β存在多整数分支的选择问题. 通过与解卷绕法获得的β近似值相比较,选择出合理的整数分支, 可精确计算出β. 与传统的本征模式法、解卷绕法及单元胞法相比,宏元胞法对元胞间的耦合强度不作要求, 计算更加精确快速, 可作为刻画一维互易有限周期性结构色散和Bloch阻抗特性的有力工具.

English Abstract

参考文献 (13)

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