谐振是本论文的主题。 电磁谐振是一种大家熟知的经典物理现象,但是,随着IT时代的到来和新材料(如光子晶体PCs和电磁带隙结构EBG等)的不断涌现,它也面临着各方面的挑战。复杂电磁环境的大量实践表明:在开放空间某个小区域(甚至是一个点),发现有类似谐振的强场峰值;而紧致型EBG结构可以用小周期薄层(a,t<<λ)得到局域谐振的带隙特性。正是从这些实际需求中,本文总结出通常很少论及的广义谐振和电磁局域谐振现象,并对其理论和应用作出深入探讨和研究。 “不同质的矛盾,只有用不同质的方法才能解决。”本文正是以这一思想为指导,深入研究了广义电磁谐振和电磁局域谐振的关键性质,并在此基础上提出了以复频率理论为基础,以路与场统一为思想,以广义系统函数H(s)为方法,找到一条可以解决广义电磁谐振和电磁局域谐振的有效途径。事实证明:广义系统函数H(s)方法不但能根据少数几个采样点及其复极点和留数特性正确地预测出广义谐振点,分辩出膺谐振,而且还能给出其它方法难以获取的超低Q谐振状态。 Mushroom-like EBG结构的深入研究,使我们领悟到利用波结构在一部分区域构成等效电感L,使磁性成主要矛盾,而另一部分区域构成等效电容C,使电特性成主要矛盾,它们之间的电磁耦合既可构成谐振,又可降低(或压制)波动性,这是它能大大减小结构尺寸的关键所在。值得指出:本文成功地利用广义系统函数H(s),分析和预测了其表面波带隙位置和范围,使H(s)成为分析广义电磁谐振和EBG局域谐振的一种统一方法。 文中提出了EBG结构的局域谐振腔体单元(LRCC)模型,深入研究了表面波带隙和平面波反射相位带隙的相关和不同,从而澄清了当前国际上一些著名学者的争论,为奠定完整的带隙理论打下了基础。 这篇论文中还做了不少实验,如带隙实验,缝隙天线阵列实验等,这些实验不仅使我们坚信了本文提出理论和方法的有效和正确性,更重要的是为新材料、新应用带来了新的生机。400单元的波导缝隙天线阵以及EBG缝隙子阵的实验结果满足了预想和设计指标。最重要的是,本文提出的波导端头裂缝EBG相控阵的分析和预测表明:由于EBG结构的加入确可提高相控阵性能,并有效地消除扫描盲区,扩展扫描范围。 本文共十一章,第一章作为序重点讨论体系结构,第十一章作出总结和展望。正因为本文是对新现象新问题的初步研究,尚存在大量问题值得进一步探索。