超材料（Metamaterial）是近幾年電磁領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),它可以實(shí)現(xiàn)自然界中傳統(tǒng)材料所不具備的性質(zhì),被廣泛應(yīng)用于各個(gè)學(xué)科和領(lǐng)域中。超材料是由亞波長單元按照一定序列排布而成,擁有對(duì)電磁波的調(diào)控能力。由于早期的研究對(duì)象為三維結(jié)構(gòu),在實(shí)際應(yīng)用中不可避免地出現(xiàn)了體積繁重、損耗大的缺點(diǎn),限制了其進(jìn)一步發(fā)展。超表面（Metasurface）是超材料的二維表現(xiàn)形式,其超薄的結(jié)構(gòu)解決了傳統(tǒng)超材料的許多缺點(diǎn),因此已經(jīng)在很多應(yīng)用中逐漸取代了超材料,掀起了新的研究熱潮。超表面可調(diào)控電磁波的相位、幅度以及偏振方式,本文利用這些特性設(shè)計(jì)了基于超表面的天線增強(qiáng)和一系列多功能器件。具體內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)有以下幾方面:1.研究非諧振超材料在天線中的作用。設(shè)計(jì)并優(yōu)化由半環(huán)形組成的超材料結(jié)構(gòu)單元,使其可以在Ka波段內(nèi)實(shí)現(xiàn)非諧振效應(yīng),并通過散射（S）參數(shù)反演法提取有效電磁參數(shù),將其等效為均勻媒質(zhì);將超材料按照不同排列方式加載在對(duì)數(shù)周期天線上,天線的增益提高4.2dB。同時(shí)減小了天線在整個(gè)頻段內(nèi)的增益差量,有利于其在無線通訊中的應(yīng)用。該結(jié)構(gòu)還可被應(yīng)用于太赫茲波段。2.設(shè)計(jì)多頻多功能超表面并研究其性質(zhì)。基于C形開口諧振環(huán)的性質(zhì),... 

【文章來源】：華東師范大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

首次人工合成電磁材料

圖 1.3 加載彎折線超材料的漸變槽線天線非諧振超材料可以用來設(shè)計(jì)漸變折射率透鏡，它能實(shí)現(xiàn)對(duì)入射波波前的修正，實(shí)現(xiàn)從準(zhǔn)柱面波和球面波對(duì)平面波的轉(zhuǎn)換，進(jìn)而改善天線的方向性，而且非諧振的性質(zhì)滿足了寬頻帶低損耗的需求，彌補(bǔ)了零折射率超材料的缺點(diǎn)。目前國內(nèi)外對(duì)超材料在天線中的應(yīng)用已取得了一系列的成就[21-23]，而對(duì)于利用非諧振超材料提高天線的增益方面還在進(jìn)一步探索和發(fā)展中，LeiChen 等人[24]設(shè)計(jì)了由平行線組成的非諧振超材料結(jié)構(gòu)，并利用其將錐形槽天線的增益在 6-19GHz 內(nèi)提高了1.3-3.6dB。本文也將對(duì)非諧振型材料展開一些研究。

主要為以下幾方面：偏折器[25-29]和超表面透鏡[30,31]光束控制器件的工作為了實(shí)現(xiàn)對(duì)波束的控制，需設(shè)計(jì)成各種鏡。超表面由于對(duì)相位的可控性也可用于設(shè)計(jì)各種光學(xué)器件狀結(jié)構(gòu)最早被提出，分別實(shí)現(xiàn)了對(duì)線極化和圓極化入射波的異結(jié)構(gòu)的效率都比較低，后來雙層結(jié)構(gòu)被提出，通過兩層結(jié)構(gòu)的交叉極化波的效率達(dá)到了 36%。在可見光頻段，金屬本身的歐料結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步發(fā)展，而高介電常數(shù)由于其較低的損耗開始被而且更重要的是，在電諧振和磁諧振共存的結(jié)構(gòu)中，由于它們振反射被抑制，進(jìn)而提高了傳輸效率。一般的，用于聚焦或成于工作波長，而隨著梯度超表面的提出，利用相位可控的平面成為如今科研的研究重點(diǎn)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]半�；刹▽�(dǎo)饋電的對(duì)數(shù)周期偶極子天線[J]. 翟國華,洪偉,蒯振起.  微波學(xué)報(bào). 2009(01)
[2]淺議惠更斯原理[J]. 白春燕.  思茅師范高等專科學(xué)校學(xué)報(bào). 2007(03)



本文編號(hào)：2985040