【摘 要】
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人工表面等离激元(Designer Surface Plasmons,Designer SPs)是一种束缚在结构化金属表面的电磁波,能够在低频段实现对电磁波的亚波长束缚,为器件与天线的小型化提供了一种新
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人工表面等离激元(Designer Surface Plasmons,Designer SPs)是一种束缚在结构化金属表面的电磁波,能够在低频段实现对电磁波的亚波长束缚,为器件与天线的小型化提供了一种新的解决方案。人工局域表面等离激元(Designer Localized Surface Plasmons,Designer LSPs)在传感、天线等方面有重要应用。本论文主要围绕基于人工LSPs的小型化天线和器件展开研究,主要研究内容及贡献概括如下:第一.利用特征模理论和全波分析方法设计了基于金属刻槽圆环的表面等离激元超材料天线,通过加载缺陷地结构显著降低了其工作频率,实现了一个多频带且增益中等的电小天线。第二.设计了基于刻槽金属-绝缘体-金属(MIM)圆环的表面等离激元超材料天线,通过引入T型槽实现了小型化多频带高增益的电小天线,并应用于自供电传感节点。第三.提出了一种新的表面等离激元超材料的激励方式,通过调节耦入耦出微带线的长度实现了基于人工LSPs的小型化超宽带带通滤波器,同时通过引入有源器件设计了可调超宽带带通滤波器,最后优化了超宽带带通滤波器的带外抑制性能。第四.设计了一种基于刻槽MIM圆环谐振器的乙醇溶液传感器,通过在电场最强区域引入微流体通道,实现了高分辨率乙醇溶液传感器,并进一步研究了1/2与1/4刻槽MIM环谐振器的电场特性,改善了传感器的分辨率与灵敏度。
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