极化转换表面的设计及其应用研究

发布时间：2021-02-20 00:17

　　电磁超材料作为一种不同于自然材料的新型材料,具有许多自然界材料中所不存在的特性,近年来被广泛应用于天线设计中。极化转换超表面是一种特殊的电磁超材料,它能使电磁波的极化方式发生改变,其在电磁领域具有很大的应用价值,近年来,越来越多的学者对极化转换材料进行了研究,提出了各式各样的高性能极化转换表面,并利用其特性赋予了天线更多优异的功能,尤其是利用其在产生圆极化辐射和实现低散射方面。本文在针对线极化到交叉极化、线极化到圆极化转换表面的设计基础上,着重对其在天线低RCS、圆极化天线的应用方面进行了研究。论文首先阐述了超材料的研究背景,极化转换表面在实现天线圆极化辐射和低RCS方面的应用价值。随后通过近年来的公开文献对两种常见的极化转换表面的研究现状进行了介绍。针对极化转换超表面在低散射天线设计上的应用,论文第三部分设计了两种分别工作在高频段和低频段上的反射型的线极化到交叉极化转换单元,通过周期性排布和棋盘性排布合理地控制两种单元的排布数目和排布方式来实现超宽的极化转换带宽,从而形成超宽带的低RCS特性,在此基础上,为了研究其在低散射天线设计上的应用,将该极化转换表面材料加载在缝隙阵列天线上,提... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

文献[6]中的极化转换材料示意图和光学显微镜下的图像

第一章 绪论3图1.2 文献[7]中的双“V”形极化转换表面结构图2016 年，西安电子科技大学的刘英课题组等人提出一种鱼骨形状的极化转换表面[9]，并首次将其应用在天线的RCS减缩上，该极化转换表面基于仿生学的设计理念，可以实现相当优异的极化转换带宽，通过棋盘型排布极化转换表面阵列和镜像阵列在缝隙阵列天线的上方，实现了宽频带的带外 RCS 减缩。(a)(b) (c)图1.3 文献[9]中的（a）极化转换表面单元结构图（b）天线结构图（c）天线实物图同年，该课题组继续提出一种由短路金属柱，L 型贴片和方形贴片相结合的极化转换反射表面[15]，该设计不仅在尺寸剖面都取得了进步，而且在实现 96%的高极化转换率的同时

(a)(b) (c)图1.3 文献[9]中的（a）极化转换表面单元结构图（b）天线结构图（c）天线实物图同年，该课题组继续提出一种由短路金属柱，L 型贴片和方形贴片相结合的极化转换反射表面[15]，该设计不仅在尺寸剖面都取得了进步，而且在实现 96%的高极化转换率的同时，将其极化转换带宽进一步提升到 97%，最终与同尺寸金属地板相比它能够实现 98%的 10dB RCS 减缩带宽。2017 年，空军工程大学曹祥玉等人提出了一种双频带的极化转换表面[16]，该结构由一个开缝的花环状贴片组成，单元结构简单，剖面较低，通过将其棋盘性排布在微带贴片的周围，可以实现微带天线的 RCS 减缩


本文编号：3041922