基于新型人工电磁材料的大曲率天线罩研究

发布时间：2020-09-22 18:51

　　 天线罩是机载天线系统中必不可少的重要组成部分,在兼顾气动外形、结构强度的同时,也要尽可能降低天线罩对内部天线电性能的影响。如何实现大曲率天线罩高效透波特性和其它电性能指标成为航空航天领域急需解决的问题。我们结合新型人工电磁材料的新颖电磁特性,分别从近零折射率超材料和超表面两方面出发,进行大曲率天线罩的研究工作,主要包括以下几个方面的内容:1.针对基于Floquet定理的人工电磁材料分析方法—模式匹配法进行理论分析,研究了人工电磁材料等效媒质理论,并实验论证其等效电磁参数反演方法的可行性。同时基于以上理论完成了螺旋谐振矩阵SRMs及其互补型CSRMs超表面单元的设计和不同入射角下相位特性的分析。2.理论分析了平面天线罩的大曲率特性即表现为连续大角度的斜入射。基于此,我们结合近零折射率材料的新颖电磁特性,设计了基于相对介电常数趋于零超材料的平面天线罩,实现不同极化电磁波0度到80度连续大角度斜入射的全传输,且具备很好的角度稳定性。打破了相对介电常数趋于零超材料天线罩的角度滤波特性,更加有利于推广和实际应用。3.最后,在梯度相位超表面实现波束调控的理论基础上,设计两种二维锥形大曲率超表面天线罩,并将二维推广至三维立体结构,设计了三棱锥体大曲率天线罩。在保证天线罩高效透波的电性能基础上,实现大曲率天线罩波束校准的功能性。这种大曲率多功能天线罩透波性能良好,适用于广泛的环境条件,具有良好的应用前景。
【学位单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN820.81
【部分图文】：

天线的工作频段内有最大的透波效率，提高天线罩的电气性能，满足日益严苛的天线罩设计要求，成为航空航天和国防领域急需解决的工程问题。图1.1 实装机天线罩最大传输功率测试表 1.1 实装机天线罩不同方位角、俯仰角下的功率传输系数（单位：%）方位角俯仰角0° 10° 20° 30° 40°0° 91 87 81 69 5210° 84 84 79 68 5020° 76 74 68 62 4630° 71 63 58 56 4240° 62 58 57 57 421.2 研究现状与趋势人工电磁材料在天线罩方向的应用由来已久。早在 1961 年的时候，美国军方白皮书便已经提出将频率选择表面（FSS）技术运用到天线罩设计中，从而降低天线雷达散射截面,使得天线罩具备工作频带内正常透波，工作频带外隐身的功能[8]。频率选择表面通过在介质板上周期性地排布金属贴片或金属缝隙来实现，通带内表现为介质天线罩特性，高传输低反射，而在通带外表现为金属罩特性，电磁波完全反射无法传输，总结为空间滤波特性。较早些的频率选择表面天线罩技术

镜实验”中二维左手材料和实验模型与自由空间匹配的介电常数和磁导率同和三维零折射率材料的特殊电磁特性，等，近零折射率材料开始吸引国际学术础上，理论论证了介电常数趋于零材料（长波导通道中促进电磁能量的传输，从弯曲处的反射系数。随后，Mário.Silve内含物，打破了亚波长狭窄缝隙的局限直入射进入 ENZ 媒质中，并没有考虑（b）

图2.7 SRMs 超表面单元振矩阵 SRMs 超表面单元。通在不同入射角度下基本一致，情况，我们选择在 CST Mic真环境设置如图 2.8 所示，采列，通过 Floquet 端口中 Phib）所示，为 Phi=0 度，Theta则电场方向在 X 轴正方向，反（b）

【参考文献】

相关期刊论文 前3条

1 鲁戈舞;张剑;杨洁颖;张天翔;寇元;;频率选择表面天线罩研究现状与发展趋势[J];物理学报;2013年19期

2 管俊琦;曹旭东;冯振明;;天线罩瞄准误差的建模和补偿方法[J];电光与控制;2011年01期

3 敖辽辉;天线罩技术的发展[J];电讯技术;2000年02期

本文编号：2824784