电磁波成像系统中的涡旋电磁波天线设计

发布时间：2021-02-10 19:33

　　电磁波成像技术作为一种无损的物理检测方法,近年来,在生物医学等领域得到了广泛应用。目前为了进一步提高成像检测系统的性能,亟需引入一种新的高分辨率电磁波成像技术。轨道角动量（OAM）是电磁波的重要物理特征之一,其中,携带轨道角动量的电磁波被称为涡旋电磁波。近年来,轨道角动量被提出应用在电磁波成像系统技术中,涡旋电磁波的独特的相位特性使得可以获得更多的目标信息。因此,轨道角动量具有重要的研究价值和应用前景。射频天线作为电磁波成像系统中的重要设备,其性能直接影响成像效果,为了获得准确的成像信息,所设计的射频天线必须要有优良的辐射性能。本论文主要设计可用于产生涡旋电磁波的天线结构,并对天线性能进行优化,以及通过仿真分析、实测测试来验证天线设计的合理性、准确性。本文的主要研究内容包括:（1）一种单臂阿基米德螺旋天线结构的设计与优化。通过圆形行波OAM天线理论和阿基米德螺旋天线高阶模理论可知,阿基米德螺旋天线具有产生OAM的潜力,仿真结果表明该天线可以产生涡旋电磁波,且产生的涡旋电磁波的OAM模式在频率上是可重构的。（2）基于内外臂馈电的双臂阿基米德螺旋天线的设计与优化。该天线主要用来产生携带多O... 

【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状及分析
        1.2.1 光频段轨道角动量的研究
        1.2.2 射频域轨道角动量的研究
    1.3 研究内容和章节安排
    1.4 本章小结
第二章 轨道角动量基本理论知识
    2.1 本章引言
    2.2 涡旋电磁波基础理论
        2.2.1 轨道角动量基本概念和特性
        2.2.2 轨道角动量的检测理论
    2.3 圆形行波天线生成涡旋电磁波理论
    2.4 平面螺旋天线工作原理
    2.5 本章小结
第三章 基于单臂阿基米德螺旋天线实现OAM模式产生
    3.1 本章引言
    3.2 单臂阿基米德螺旋天线结构产生OAM
        3.2.1 单臂阿基米德螺旋天线结构设计
        3.2.2 单臂阿基米德螺旋天线性能分析
    3.3 OAM模式性能的讨论和检测
        3.3.1 OAM模式发散性
        3.3.2 OAM模式检测
    3.4 本章小结
第四章 基于内外臂馈电的双臂阿基米德螺旋天线实现多OAM模式产生
    4.1 本章引言
    4.2 内外臂馈电双臂阿基米德螺旋天线设计与仿真分析
        4.2.1 双臂阿基米德螺旋天线结构设计
        4.2.2 双臂阿基米德螺旋天线结构性能改进
        4.2.3 OAM模式纯度分析
    4.3 内外臂馈电双臂阿基米德螺旋天线加工和实验
    4.4 本章小结
第五章 基于结构嵌套的平面螺旋天线实现多OAM模式产生
    5.1 本章引言
    5.2 嵌套双臂平面螺旋天线结构设计与分析
    5.3 OAM复用和检测
        5.3.1 基于阿基米德螺旋结构实现OAM模式检测
        5.3.2 基于传输系统实现OAM模式检测
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]贝塞尔高斯光束在各向异性湍流中的传输特性[J]. 孙日东,郭立新,程明建,闫旭,李江挺.  光子学报. 2018(12)
[2]一种双频带涡旋电磁波微带天线[J]. 窦海鹏,张文梅.  测试技术学报. 2018(01)
[3]大气湍流对轨道角动量态复用系统通信性能的影响[J]. 邹丽,赵生妹,王乐.  光子学报. 2014(09)
[4]基于电磁涡旋的雷达目标成像[J]. 郭桂蓉,胡卫东,杜小勇.  国防科技大学学报. 2013(06)

硕士论文
[1]宽带螺旋OAM天线的设计与研究[D]. 张向月.浙江大学 2018
[2]新型轨道角动量天线的研究[D]. 黄敏.电子科技大学 2017



本文编号：3027877