【摘 要】
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环形器是一种具有各向异性的微波器件,被广泛应用于雷达、微波通信、无线通信以及无线局域网系统的射频前端部分,实现收发双工之用。传统的环形器采用铁氧体材料,多为三端口,
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环形器是一种具有各向异性的微波器件,被广泛应用于雷达、微波通信、无线通信以及无线局域网系统的射频前端部分,实现收发双工之用。传统的环形器采用铁氧体材料,多为三端口,路径少且不可重构。光子晶体以其可人为控制电磁波的独特特性,被广泛应用于微波器件。等离子体材料能实现对不同波段电磁波传播的时空可调性控制,将等离子体材料与光子晶体结构结合在一起,具有比传统铁氧体材料更灵活调谐光子晶体禁带的优势。本文以等离子体光子晶体的理论知识和性质为基础,设计了一种基于等离子体光子晶体的六端口路径可重构环形器,使用COMSOL Multiphysics软件进行了仿真。这种环形器具有六个端口,同一端口入射时有五条不同的路径,可通过改变外加磁场的方向实现路径的重构。通过有限元方法(FEM)推导并分析了电磁波在二维光子晶体中的传播方程,得到光子带隙范围,归一化频率为0.454-0.538(ωα/2πc),对应于微波频带中的13.62?16.14GHz。可实现五条路径最低插损分别为-0.8881dB、-1.058dB、-1.26dB、-1.1847dB和-0.397dB。在实际应用中,路径可重构环形器具有节省空间,结构紧凑,集成化程度更高等优点。
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