基于人工超表面曲面反射阵天线研究
发布时间：2021-04-26 12:19
论文结合国家自然基金项目“基于频率触发机制的电磁波调控方法与超材料可调器件研究”进行选题,围绕基于人工超表面曲面反射阵天线展开了比较深入的研究。论文的主要研究工作包括两个部分内容:一是在不同结构的曲面平台上设计了超表面单镜和双镜反射阵天线,包括伞状、柱状凸面平台的单镜反射阵天线,和凹面、平面、凸面平台的双镜反射阵天线,采用仿真和实验证明天线在不同类型曲面平台上获得高增益的辐射方向图;二是在不同结构的曲面平台上设计了超表面涡旋场反射阵天线,采用仿真和实验证明天线在平面、凹面、凸面平台上获得高效激发的涡旋电磁波。作者研究工作的主要内容可概述为:1.基于人工超表面的凸面反射阵天线针对伞状、柱状凸面平台,共形设计两款基于人工超表面凸面反射阵天线。其中人工超表面结构由广义斯涅耳定律设计,通过对超表面单元进行结构仿真优化,实现凸面反射阵对馈源入射波的准直并分别生成具有高增益辐射性能的笔形波束和扇形波束辐射方向图。仿真结果表明,首先:在20 GHz的中心频率,超表面伞状凸面反射阵和超表面柱状凸面反射阵分别得到了22.5 dBi和15.6 dBi的最大增益,相比于不加载超表面结构的传统伞状、柱状凸面反...
【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】：170 页
【学位级别】：博士
【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 人工超表面与反射阵天线的定义
1.1.1 人工超表面
1.1.2 反射阵天线
1.2 研究现状与进展
1.2.1 人工超表面研究进展
1.2.2 加载人工超表面的反射阵天线研究进展
1.3 研究背景与意义
1.4 论文主要创新点和论文内容安排
第二章 相关基础理论
2.1 引言
2.2 S参数提取法分析电磁特性
2.3 广义斯涅尔定律推导
2.4 基于广义斯涅尔定律的人工超表面单元设计及优化研究
2.4.1 人工超表面单元模型不同结构适用范围分析
2.4.2 人工超表面的Floquet模型
2.4.3 人工超表面单元尺寸优化
2.4.4 人工超表面相位响应与入射角的关系
2.5 基于广义斯涅尔定律的人工超表面设计实例
2.5.1 单镜平面反射阵的设计
2.5.2 凸面镜聚焦联合镜面异常反射的双镜系统
第三章 基于人工超表面的凸面反射阵天线
3.1 引言
3.2 加载人工超表面的伞状凸面、柱状凸面反射阵天线设计
3.2.1 经典抛物面反射面天线
3.2.2 凸面反射面天线光线追迹和原理分析
3.2.3 圆形环和矩形环的超表面设计
3.2.4 基于超表面的凸面反射阵天线及优化
3.3 基于超表面的凸面反射阵波束扫描和加工测试
第四章 基于人工超表面的曲面双镜反射阵天线
4.1 引言
4.2 加载人工超表面的曲面卡塞格伦反射阵天线
4.2.1 经典卡塞格伦反射面天线和格里高利反射面天线
4.2.2 加载超表面的卡塞格伦天线光线追迹
4.2.3 加载超表面的卡塞格伦天线单元设计和优化
4.2.4 基于超表面的卡塞格伦天线仿真和测试
4.3 加载人工超表面的曲面格里高利反射阵天线
4.4 基于Matlab的脚本编程人工超表面快速建模讨论
第五章 基于人工超表面的曲面涡旋场反射阵天线
5.1 引言
5.2 加载人工超表面的曲面卡塞格伦涡旋场反射阵天线
5.2.1 涡旋场天线的传统实现形式
5.2.2 卡塞格伦涡旋场天线光线追迹
5.2.3 塞格伦涡旋场天线超表面设计与仿真
5.2.4 基于超表面的凹面、凸面卡塞格伦涡旋场天线
5.2.5 基于超表面的曲面卡塞格伦天线加工测试
5.3 基于超表面的曲面单镜涡旋场反射阵天线
第六章 结束语
6.1 论文的主要研究成果
6.2 需要进一步研究的问题
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]Programmable time-domain digital-coding metasurface for non-linear harmonic manipulation and new wireless communication systems[J]. Jie Zhao,Xi Yang,Jun Yan Dai,Qiang Cheng,Xiang Li,Ning Hua Qi,Jun Chen Ke,Guo Dong Bai,Shuo Liu,Shi Jin,Andrea Alù,Tie Jun Cui. National Science Review. 2019(02)
[2]High-efficiency wideband flat focusing reflector mediated by metasurfaces[J]. 余积宝,马华,王甲富,李勇峰,冯明德,屈绍波. Chinese Physics B. 2015(09)
本文编号：3161400
【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】：170 页
【学位级别】：博士
【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 人工超表面与反射阵天线的定义
1.1.1 人工超表面
1.1.2 反射阵天线
1.2 研究现状与进展
1.2.1 人工超表面研究进展
1.2.2 加载人工超表面的反射阵天线研究进展
1.3 研究背景与意义
1.4 论文主要创新点和论文内容安排
第二章 相关基础理论
2.1 引言
2.2 S参数提取法分析电磁特性
2.3 广义斯涅尔定律推导
2.4 基于广义斯涅尔定律的人工超表面单元设计及优化研究
2.4.1 人工超表面单元模型不同结构适用范围分析
2.4.2 人工超表面的Floquet模型
2.4.3 人工超表面单元尺寸优化
2.4.4 人工超表面相位响应与入射角的关系
2.5 基于广义斯涅尔定律的人工超表面设计实例
2.5.1 单镜平面反射阵的设计
2.5.2 凸面镜聚焦联合镜面异常反射的双镜系统
第三章 基于人工超表面的凸面反射阵天线
3.1 引言
3.2 加载人工超表面的伞状凸面、柱状凸面反射阵天线设计
3.2.1 经典抛物面反射面天线
3.2.2 凸面反射面天线光线追迹和原理分析
3.2.3 圆形环和矩形环的超表面设计
3.2.4 基于超表面的凸面反射阵天线及优化
3.3 基于超表面的凸面反射阵波束扫描和加工测试
第四章 基于人工超表面的曲面双镜反射阵天线
4.1 引言
4.2 加载人工超表面的曲面卡塞格伦反射阵天线
4.2.1 经典卡塞格伦反射面天线和格里高利反射面天线
4.2.2 加载超表面的卡塞格伦天线光线追迹
4.2.3 加载超表面的卡塞格伦天线单元设计和优化
4.2.4 基于超表面的卡塞格伦天线仿真和测试
4.3 加载人工超表面的曲面格里高利反射阵天线
4.4 基于Matlab的脚本编程人工超表面快速建模讨论
第五章 基于人工超表面的曲面涡旋场反射阵天线
5.1 引言
5.2 加载人工超表面的曲面卡塞格伦涡旋场反射阵天线
5.2.1 涡旋场天线的传统实现形式
5.2.2 卡塞格伦涡旋场天线光线追迹
5.2.3 塞格伦涡旋场天线超表面设计与仿真
5.2.4 基于超表面的凹面、凸面卡塞格伦涡旋场天线
5.2.5 基于超表面的曲面卡塞格伦天线加工测试
5.3 基于超表面的曲面单镜涡旋场反射阵天线
第六章 结束语
6.1 论文的主要研究成果
6.2 需要进一步研究的问题
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]Programmable time-domain digital-coding metasurface for non-linear harmonic manipulation and new wireless communication systems[J]. Jie Zhao,Xi Yang,Jun Yan Dai,Qiang Cheng,Xiang Li,Ning Hua Qi,Jun Chen Ke,Guo Dong Bai,Shuo Liu,Shi Jin,Andrea Alù,Tie Jun Cui. National Science Review. 2019(02)
[2]High-efficiency wideband flat focusing reflector mediated by metasurfaces[J]. 余积宝,马华,王甲富,李勇峰,冯明德,屈绍波. Chinese Physics B. 2015(09)
本文编号：3161400
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