人工电磁材料宽角扫描阵列天线的研究

发布时间：2022-02-10 14:26

　　变换光学（TO）,也被称为变换电磁学,是近年来提出的一种可以按照人们的意愿任意调节和控制电磁波的理论方法,适用于任何电磁现象。该理论的核心是空间中的坐标变换,即构建不同坐标系之间对应的映射关系,此时变换空间中媒质的本构参数就会发生变化,由此一些具有特殊性能的电磁超材料应运而生,这些超材料由于强谐振产生的特殊电磁性能,不可避免地会导致窄带宽以及高损耗。为了解决这些问题,有人提出了准保角变换光学（QCTO）理论,该理论保留了变换后电磁空间的各向同性、低损耗以及宽频带等特点,为应用纯介质构建变换空间实现可能。本文将变换光学与阵列天线相结合进行研究,主要内容如下:1、以空间变换前后Maxwell方程组的协变性为理论基础,应用准保角光学变换理论对空间变换前后的虚拟空间和物理空间系进行设计,在相同的激励条件下,使得共形阵列在物理空间中的远区场与虚拟空间中直线阵列的远区场相互等效。2、在二维情况下计算并获得空间变换后物理空间的电磁本构参数分布,并进行离散化处理。设计了电尺寸远小于波长的框架形介质单元,通过控制其结构参数以及在框架内填充其他介质,可以实现整个单元结构等效介电常数在一定范围内渐变,并应用... 

【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】：99 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 人工电磁材料的发展和应用
        1.2.2 变换光学理论的发展
        1.2.3 变换光学在电磁领域的应用
    1.3 论文主要工作和内容安排
第二章 变换光学的基础理论
    2.1 Maxwell方程组协变性的推导
    2.2 传统变换光学的基本原理
    2.3 准保角坐标变换理论
    2.4 变换光学中理想电磁源
    2.5 本章小结
第三章 3D打印介质透镜的实现
    3.1 变换空间的设计方法
    3.2 变换空间的数值仿真
    3.3 介质透镜的构建
        3.3.1 人工电磁材料等效参数的提取
        3.3.2 等效介质单元的设计
        3.3.3 变换空间的离散与透镜的构建
    3.4 3D打印技术简介
    3.5 本章小结
第四章 变换空间中阵列天线的辐射性能分析
    4.1 阵列天线的基本理论
        4.1.1 阵列辐射场分析
        4.1.2 均匀直线阵
        4.1.3 直线阵阵列综合
    4.2 变换空间中理想线源阵的辐射特性分析
    4.3 加载介质透镜的微带阵列天线的仿真
        4.3.1 微带天线基础
        4.3.2 缝隙耦合式微带天线单元的设计
        4.3.3 加载介质透镜的微带共形阵与直线阵的辐射性能分析
    4.4 本章小结
第五章 加载非对称介质透镜的微带共形阵天线
    5.1 非对称空间中阵列天线的仿真分析
    5.2 Wilkinson功分相移网络的设计
        5.2.1 功分器简介
        5.2.2 不等功分Wilkinson相移网络的设计
    5.3 非对称结构透镜天线的制作以及测试
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于3D打印技术的结构型宽频吸波超材料[J]. 熊益军,王岩,王强,王春齐,黄小忠,张芬,周丁.  物理学报. 2018(08)

博士论文
[1]变换光学及其应用[D]. 刘一超.浙江大学 2016
[2]变换光学，渐变折射率器件及其应用[D]. 孙非.浙江大学 2015
[3]超宽带天线设计及共形阵列综合研究[D]. 李文涛.西安电子科技大学 2010

硕士论文
[1]低剖面平面透镜天线设计[D]. 刘辉.西安电子科技大学 2017
[2]曲面共形3D打印系统的设计与实现[D]. 刘灏强.重庆大学 2017



本文编号：3619030