新型人工电磁材料平板透镜及其应用

发布时间：2017-03-26 08:04

  本文关键词：新型人工电磁材料平板透镜及其应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：新型人工电磁材料由按一定规律排布的亚波长尺寸的人工单元构成,具有自然界中的媒质难以实现的电磁特性。通过对单元结构的设计,新型人工电磁材料可以实现任意的介电常数和磁导率,对电磁波进行任意地调控,因此得到很多领域的关注,并被应用于各种器件的研发。本论文的研究对象就是利用新型人工电磁材料构成的,可以实现不同功能的新型透镜天线。论文的主要内容和贡献如下：1.介绍了新型透镜天线的主要设计原理,即几何光学方法和等效媒质理论。分别设计了两种基于不同原理的高定向性透镜：零折射率透镜和渐变折射率透镜,用于提高圆形微带贴片天线的定向性。利用电磁谐振单元实现了两种透镜,并对实验样品进行测试,仿真结果和测试结果相吻合,证实了两种透镜对圆形微带贴片天线定向性能的改善。2.设计了基于渐变折射率材料的聚焦透镜,并提出其在天线罩相位延迟测试系统以及生物医学领域两种不同背景下的应用。通过数值仿真,验证所设计的聚焦透镜的性能。该聚焦透镜焦距远,焦斑尺寸小。3.设计了基于渐变折射率材料的波束扫描平板透镜天线,通过改变馈源和透镜的相对位置,得到可在±50°扫描的波束。近场和远场仿真结果表明,该扫描透镜天线增益高,副瓣低。
【关键词】：新型人工电磁材料 透镜天线 零折射率 渐变折射率 聚焦透镜 波束扫描
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN820
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 新型人工电磁材料的发展历史9-11
• 1.2 透镜天线的研究背景11-13
• 1.3 本论文的研究内容和安排13-15
• 第二章 基于新型人工电磁材料的高定向性透镜天线15-31
• 2.1 高定向性透镜天线的介绍15-19
• 2.1.1 高定向性天线的研究背景15-16
• 2.1.2 新型人工电磁材料透镜天线的设计原理16-19
• 2.2 高定向性透镜天线的设计与仿真19-25
• 2.2.1 馈源天线的设计19-20
• 2.2.2 零折射率透镜天线的设计与仿真20-22
• 2.2.3 渐变折射率透镜天线的设计与仿真22-25
• 2.3 高定向性透镜天线的加工与实验25-30
• 2.3.1 零折射率透镜天线的加工与实验25-28
• 2.3.2 渐变折射率透镜天线的加工与实验28-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第三章 基于新型人工电磁材料的聚焦透镜31-43
• 3.1 聚焦透镜的介绍31-34
• 3.1.1 天线罩插入相位延迟测试31-33
• 3.1.2 微波成像技术33-34
• 3.2 聚焦透镜的设计与仿真34-39
• 3.2.1 聚焦透镜的理论分析34-35
• 3.2.2 二维聚焦透镜的仿真35-37
• 3.2.3 透镜天线聚焦仿生物体模型37-39
• 3.3 三维聚焦透镜的仿真39-40
• 3.4 小结40-43
• 第四章 波束扫描透镜天线的设计43-56
• 4.1 波束扫描透镜天线的研究背景43-45
• 4.2 二维波束扫描透镜天线的性能分析45-49
• 4.2.1 波束扫描透镜天线的理论分析45-46
• 4.2.2 波束扫描透镜天线的二维仿真46-49
• 4.3 波束扫描透镜天线的三维仿真49-54
• 4.4 小结54-56
• 第五章 总结56-59
• 致谢59-61
• 参考文献61-63
• 攻读硕士学位期间发表的论文63

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