周期性结构在大功率毫米波中的特性研究及应用

发布时间：2022-07-13 20:01

　　近年来,随着科学技术的不断发展,毫米波技术在军事和民用领域展现出了广阔的应用前景。周期性结构作为毫米波器件中一种重要设计结构,受到越来越多研究者的关注。基于周期性结构的反射型或透射型器件,如平面反射阵列天线、频率选择表面、耦合器、极化器以及分束器等,具有易加工、成本低、体积小和易于集成等特点,适合于毫米波频段的应用。同时,周期结构器件的分析计算仅需施用于器件中的一个周期单元;通过周期单元的结构设计与反复迭代,快速优化出理想的单元结构,可大幅度提高整体器件的设计效率和工作性能。当前,在毫米波传输系统中常将具有大功率输出特点的回旋管作为毫米波系统源,为了避免系统运行过程中器件被电击穿等问题,需要设计具有大功率容量的传输器件,而周期结构的诸多特性使其成为解决此类问题的一种有效途径。因此,对基于周期性结构的大功率毫米波器件进行研究以及挖掘其潜在的应用具有重要的工程意义。本文主要研究了可应用于大功率毫米波传输系统的基于周期结构的反射式圆极化器、反射式衍射波束功分器以及异常反射器。本论文的主要工作如下:1、对光栅圆极化器的工作原理和光栅的电磁衍射理论进行研究;在此基础上,设计了矩形、椭圆形等多种不... 

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
        1.1.1 大功率毫米波技术及周期结构的应用
        1.1.2 圆极化器技术
        1.1.3 分束器技术
    1.2 国内外研究动态
        1.2.1 圆极化器的研究动态
        1.2.2 分束器的研究动态
    1.3 本论文的主要工作
    1.4 本论文的结构安排
第二章 周期性结构的基础理论分析
    2.1 圆极化器基本理论
        2.1.1 圆极化波的产生
        2.1.2 圆极化器的主要性能参数
    2.2 反射式光栅圆极化器工作原理
    2.3 衍射光栅的电磁场理论基础
        2.3.1 Rayleigh展开式
        2.3.2 一维光栅的角色散分析
    2.4 衍射光栅功分器的工作原理
    2.5 本章小结
第三章 宽频带反射式光栅圆极化器的设计
    3.1 宽频带反射式光栅圆极化器的仿真设计
        3.1.1 传统光栅圆极化器的仿真设计
        3.1.2 新型光栅圆极化器的仿真设计
        3.1.3 不同光栅轴比带宽的比较
    3.2 参数变化对新型光栅圆极化器轴比性能的影响
        3.2.1 单元尺寸的影响
        3.2.2 入射角度的影响
    3.3 光栅圆极化器的实物测试
    3.4 小结
第四章 全金属光栅衍射波束功分器的设计
    4.1 宽频带衍射光栅二等功分器的仿真设计
        4.1.1 U型光栅二等功分器的设计
        4.1.2 双正弦型光栅二等功分器的设计
    4.2 双正弦型光栅二等功分器的参数分析
        4.2.1 单元尺寸的影响
        4.2.2 入射角度的影响
    4.3 双正弦型光栅三等功分器的设计及分析
        4.3.1 单元参数变化对光栅衍射特性的影响
        4.3.2 入射角度稳定性分析
    4.4 小结
第五章 基于Metagrating的异常反射器设计
    5.1 Metagrating的理论分析
    5.2 反射型Metagrating的设计
        5.2.1 单元尺寸的影响
        5.2.2 入射角度的影响
    5.3 功率容量的分析
    5.4 小结
第六章 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 下一步工作计划
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3660677