基于太赫兹超材料反射阵列单元散射特性研究

发布时间：2023-05-07 05:35

　　超材料在太赫兹频段具有重要的应用价值,频率响应特性各异的超材料单元结构能够有效提高太赫兹波调制器件、极化转换器件及平面阵列天线等核心组件的性能。本论文重点研究了耶路撒冷十字型及加线栅单元结构的太赫兹频段散射机理,获得了单元结构的散射及相移特性,根据散射特性及相移变化规律实现了对太赫兹波的相位、极化和传播方向的控制。主要研究内容如下:对耶路撒冷十字型加线栅型单元结构的散射和相移特性进行了研究。研究了介质介电常数?、介质厚度h、线栅长度Lx和Ly等参数对其相移以及散射特性的影响。结果表明,介电常数的增加导致单元结构的谐振频率逐步降低;介质层厚度的增加,谐振频率下降的同时其反射率则显著增加。研究了线栅长度对相位特性的影响,结果表明,传统耶路撒冷十字型以及加线栅型结构中的最大相移均接近360^?,但是耶路撒冷十字型加线栅结构中不仅具有良好的相移平滑度和线性度,而且具有较大的带宽优势,在中心频率275GHz,其相对带宽达到了54%。研究一种可编码谐振环结构的相移动态调控特性。结果表明在315GHz频点上00、01、10、11四种编码状态对应的相位分别是38^?

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 论文研究的背景与意义
    1.2 国内外太赫兹超材料的研究状况
    1.3 本文研究内容
    1.4 本文的结构安排
第二章 电磁超材料研究理论依据
    2.1 引言
    2.2 太赫兹波的透射与反射的基本理论
        2.2.1 麦克斯韦和亥姆霍兹方程
        2.2.2 电磁波在介质表面上的反射与折射
        2.2.3 平面电磁波在导体中传播的基本性质
    2.3 太赫兹波的散射理论基础
        2.3.1 金属平板的散射高频近似解
    2.4 反射阵面相移分布分析
    2.5 单元相移特性分析
        2.5.1 FLOQUET定理
    2.6 本章小结
第三章 阵列单元研究与散射特性分析
    3.1 静态阵列单元研究
        3.1.1 耶路撒冷十字单元介绍
        3.1.2 基于十字单元加线栅单元结构分析介绍
    3.2 静态阵列单元的散射特性分析
        3.2.1 介质介电常数?对单元散射特性的影响
        3.2.2 介质厚度对单元散射特性的影响
        3.2.3 单元相移特性分析
        3.2.4 耶路撒冷十字形单元相移特性分析
        3.2.5 耶路撒冷十字加线栅单元相移特性分析
    3.3 动态可调控阵列单元研究
        3.3.1 动态可调控阵列单元结构分析
        3.3.2 单元结构参数对相移性能的影响
        3.3.3 单元的几种状态对其相移特性的影响
    3.4 本章小结
第四章 阵列反射面散射特性分析
    4.1 引言
    4.2 极化转换阵列反射面研究
        4.2.1 电磁波的极化形式与转化机理
        4.2.2 设计思路
        4.2.3 阵列单元的分析
        4.2.4 极化转换阵列反射面的研究
    4.3 多波束阵列反射面的研究
    4.4 本章小节
第五章 总结
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3810380