基于频率选择表面的极化转换器设计
发布时间：2021-07-14 07:49
几十年来,频率选择表面（Frequency selective surface,FSS）是电磁传播与控制领域的重要研究方向。频率选择表面通常是人为按照特定功能设计单元组成的周期性结构,并被应用于许多领域,如雷达罩、天线反射面、电磁屏蔽体等。近年,基于频率选择表面的极化转换器具有厚度薄、重量轻等优势引起了广泛研究兴趣。本文采用频率选择表面结构来设计透射式电磁波极化转换器,其设计原理是采用天线-耦合-天线单元调制模块来实现频率响应,并通过接收和辐射天线单元极化方式来实现频率选择表面的极化转换功能。利用这个原理,设计了6款具有不同极化转换功能的极化转换器,实验测量与仿真结果吻合,验证了设计原理的正确性和灵活性。主要研究内容包括:（1）频率选择表面单元结构的接收与辐射天线采用上下正交平面偶极子天线对,并通过双过孔连接形成TEM耦合,实现了一款垂直到水平方向的双频段线极化转换器。（2）频率选择表面单元结构的接收与辐射天线采用两对独立的上下正交平面偶极子天线对,并通过四过孔连接形成独立的TEM耦合,实现了一款垂直与水平方向线极化相互转换的双频段线极化转换器。（3）频率选择表面单元结构的接收天线采用...
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?（ａ）双Ｖ形极化转换模型图％，（ｂ）十字架形极化转换模型图［２９］??Ｊ．Ｈａｏ等通过工形谐振器、介质板和金属地组成的周期性结构，实现了入射线极化??
?１９７３年，Ｌ．Ｙｏｕｎｇ等通过使用曲折线结构实现了线极化到圆极化之间的转换如??图１．３（ａ）所示，但是该结构损耗高。Ｒ．Ｓ．Ｃｈｕ通过多层曲折线的叠加，可以有效降低损??耗［３７］。随后，研宄者基于曲折线结构提出了人工金属网格实现了线极化到圆极化的转换??［３８４〇］，这些结构实现的带宽较宽，但是损耗较高、加工困难，实用性仍然受到限制。??徽纖?※来??＇Ｓ＇??嚴…二?錢Ｉ?ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ?ｐａｔｃｈｏ?ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ?ｗｉｒ＾ｒｕｋ?■??（ａ）?（ｂ）??图１．３?（ａ）曲折线结构极化转换模型ＰＩ，?（ｂ）金属网格结构极化转换模型［４Ｑ］??（ａ）?（ｂ）??图１．４（３）金属栅格结构极化转换模型［４１］，〇３）旋转￥形槽结构极化转换模型［４４】??（ａ）?ＥＬＣＲ?ｐａｉｒ！??ｒ；二＾－?ＥＵ：Ｒｐａ，ｒＨ?０?Ｖ＾Ｊ＼?ｘ＼??Ｐ＃?１：：?ｉ?Ｉ：??ｘ＾Ｓｒ?卜?丨?１?１?■?１?１?１?■?１?１?１??（ａ）?（ｂ）??图１．５?ＥＬＣＲ单元模型［４５］?（ａ）单个单元模型，（ｂ）透射仿真曲线??研究者利用人工金属栅格实现了线极化波的９０度偏转［４Ｍ３］，结构类似于如图１．４（ａ）??４??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]Ultra-wideband circular-polarization converter with micro-split Jerusalem-cross metasurfaces[J]. 高喜,余行阳,曹卫平,姜彦南,于新华. Chinese Physics B. 2016(12)
[2]一种基于超材料的吸波材料的设计与制备[J]. 孙良奎,程海峰,周永江,王军,庞永强. 物理学报. 2011(10)
[3]频率选择表面结构中Floquet模的传播特性分析[J]. 武振波,武哲,吕明云. 系统工程与电子技术. 2005(05)
[4]频率选择表面及其在隐身技术中的应用[J]. 卢俊,高劲松,孙连春. 光机电信息. 2003(09)
[5]Floquet理论在研究周期解中的应用[J]. 梁家荣,张棣. 广西师院学报(自然科学版). 1995(01)
本文编号：3283731
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?（ａ）双Ｖ形极化转换模型图％，（ｂ）十字架形极化转换模型图［２９］??Ｊ．Ｈａｏ等通过工形谐振器、介质板和金属地组成的周期性结构，实现了入射线极化??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]Ultra-wideband circular-polarization converter with micro-split Jerusalem-cross metasurfaces[J]. 高喜,余行阳,曹卫平,姜彦南,于新华. Chinese Physics B. 2016(12)
[2]一种基于超材料的吸波材料的设计与制备[J]. 孙良奎,程海峰,周永江,王军,庞永强. 物理学报. 2011(10)
[3]频率选择表面结构中Floquet模的传播特性分析[J]. 武振波,武哲,吕明云. 系统工程与电子技术. 2005(05)
[4]频率选择表面及其在隐身技术中的应用[J]. 卢俊,高劲松,孙连春. 光机电信息. 2003(09)
[5]Floquet理论在研究周期解中的应用[J]. 梁家荣,张棣. 广西师院学报(自然科学版). 1995(01)
本文编号：3283731
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