非线性电磁超材料及其天线技术研究

发布时间：2024-01-27 16:18

　　随着通信技术的快速发展,一些传统的器件设计方法难以满足通信相关组件对性能指标的提高和更多功能特性的集成。由于电磁超材料具有诸多奇异特性,因此电磁超材料为新型通信器件在调谐可控、宽带化、非线性和量子等方向提供了新的设计方法和实现途径。其中,非线性器件对频率的变换作用在通信系统中具有广泛的应用前景。利用微观尺寸条件下电磁超材料对电场和磁场强度变化的响应比在宏观场中更明显的特性,可发展出非线性电磁超材料的设计新方法,并将显著促进非线性电磁超材料在通信技术领域的应用,例如混频器和倍频器等。但目前非线性电磁超材料的研究主要集中在光学频段,本论文将深入探究一种工作在微波频段的磁致伸缩非线性电磁超材料的耦合机理、设计方法和电磁特性,实验研究这种非线性电磁超材料在不同功率条件下谐振频率的非线性频移特性;并设计出一款基于磁致伸缩非线性电磁超材料的天线功率保护罩。本论文主要研究工作及创新贡献如下:1.基于电磁力-机械力耦合模型,从理论分析、电磁仿真、实验验证等三个方面研究了磁致伸缩电磁超材料的耦合机理、非线性特性和稳态特性,提出了该种电磁超材料的稳态、介稳态和不可达稳态三种稳定状态的定义和判定方法。深入探...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 非线性电磁超材料研究进展情况
        1.2.1 合成机理及设计方法研究
        1.2.2 非线性电磁特性研究
        1.2.3 应用技术研究
    1.3 电磁超材料在天线领域的研究进展情况
    1.4 论文结构安排
第二章 电磁超材料基本理论
    2.1 引言
    2.2 微尺寸下电磁力基本理论
    2.3 四种驱动方式工作原理
        2.3.1 热驱动电磁超材料的工作原理
        2.3.2 电场驱动电磁超材料的工作原理
        2.3.3 磁场驱动电磁超材料的工作原理
        2.3.4 光学驱动电磁超材料的工作原理
    2.4 磁致伸缩非线性超材料的基本理论
    2.5 本章小结
第三章 磁致伸缩非线性超材料的耦合机理
    3.1 引言
    3.2 磁致伸缩非线性超材料的耦合机理
        3.2.1 以入射电磁波强度作为影响因素
        3.2.2 以入射电磁波频率作为影响因素
    3.3 基于流体介质的磁致伸缩非线性超材料的动态分析
    3.4 本章小结
第四章 磁致伸缩非线性超材料的仿真验证
    4.1 引言
    4.2 磁致伸缩非线性电磁超材料的等效电路
    4.3 电磁特性的影响因素
    4.4 电流分布特性
    4.5 周期性结构的电磁特性
    4.6 本章小结
第五章 磁致伸缩非线性超材料的实验验证
    5.1 引言
    5.2 实验样品的制备与加工
    5.3 非线性现象的实验步骤
    5.4 基于空气的磁致伸缩非线性电磁超材料的实验验证
    5.5 基于流体介质的磁致伸缩非线性电磁超材料的实验验证
    5.6 本章小结
第六章 基于磁致伸缩非线性电磁超材料的天线功率保护罩
    6.1 引言
    6.2 基于单负材料的天线功率保护罩的设计方法
    6.3 周期性单负材料阵列的设计与仿真
    6.4 Ku波段无罩天线的设计与仿真
    6.5 加载单负材料功率保护罩的Ku波段天线的仿真验证
    6.6 加载单负材料功率保护罩的Ku波段天线的实验测试
    6.7 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
个人简介



本文编号：3887272