本文關(guān)鍵詞：人工電磁介質(zhì)在吸波結(jié)構(gòu)與天線中的應(yīng)用研究

  更多相關(guān)文章： 人工電磁介質(zhì) 吸波體 寬帶天線 降耦合

【摘要】：人工電磁介質(zhì)是近年來(lái)最熱門的研究領(lǐng)域之一。因?yàn)檫@中材料尺寸小于應(yīng)用工作波長(zhǎng),能夠人為設(shè)計(jì)內(nèi)部結(jié)構(gòu),在20世紀(jì)末被人們發(fā)現(xiàn)具有奇特物理特性,其應(yīng)用前景被人們看好。應(yīng)用人工電磁介質(zhì)材料往往能夠?qū)崿F(xiàn)許多意想不到性能優(yōu)良的電磁設(shè)備。近年在大量學(xué)者的關(guān)注和研究下,大量成果涌進(jìn)人們的視野。它的出現(xiàn)使人為控制空間中波的任意傳播方向成為可能,隱身斗篷、超透鏡等設(shè)備也因此產(chǎn)生。而在吸波體方面,應(yīng)用人工電磁介質(zhì)使突破波長(zhǎng)限制的超薄完全吸波體得以設(shè)計(jì)。其在天線上降低工作頻率、MIMO系統(tǒng)元天線之間的耦合以及改變天線方向圖等方向也讓人找到了新的研究視角。對(duì)人工電磁介質(zhì)的研究,不管于軍工于科技都有重大意義。而本文主要研究了人工電磁介質(zhì)材料在吸波體和天線上的應(yīng)用。首先設(shè)計(jì)了一款具有寬頻帶有效負(fù)折射率的人工電磁介質(zhì)。對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)提取本征參數(shù),并且用棱鏡實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯?duì)設(shè)計(jì)材料進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其負(fù)折射特性。通過(guò)掃描參數(shù)仿真分析結(jié)構(gòu)參數(shù)尺寸對(duì)本身電磁諧振頻率點(diǎn)的影響。并加工設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)對(duì)樣品做了測(cè)試實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)了一種三頻帶吸波體。應(yīng)用四旋轉(zhuǎn)對(duì)稱結(jié)構(gòu)使其能夠?qū)θ我鈽O化波進(jìn)行吸收。人工電磁介質(zhì)吸波體還有對(duì)大角度入射電磁波具有穩(wěn)定吸收率的特性。能夠?qū)θ肷洳ㄊ概c平面法線方向成50°以下角度的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)90%以上的吸收。本論文討論了其物理吸收機(jī)制,以及對(duì)其誤差較大的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析討論。同時(shí)提出了一種雙層介質(zhì)寬帶吸波體。這種吸波體能夠吸吸收特定電場(chǎng)極化方向的電磁波,角度在50°一下可以實(shí)現(xiàn)理論上90%實(shí)測(cè)80%的寬帶吸收率。其總厚度僅為2.3mm。利用設(shè)計(jì)的人工電磁機(jī)制單元結(jié)構(gòu)作為天線輻射部分,成功地降低了天線的工作頻率,從而對(duì)天線進(jìn)行了小型化設(shè)計(jì)。與此同時(shí)對(duì)天線進(jìn)行優(yōu)化拓寬了它的頻帶,成為了一個(gè)具有雙頻帶的寬帶天線。最后利用設(shè)計(jì)好的天線單元構(gòu)建MIMO二元天線陣列,并應(yīng)用同一人工電磁介質(zhì)單元實(shí)現(xiàn)天線元之間的耦合降低。設(shè)計(jì)的MIMO二元天線陣列能夠在寬工作頻帶內(nèi)實(shí)現(xiàn)低耦合的性能。
【關(guān)鍵詞】：人工電磁介質(zhì) 吸波體 寬帶天線 降耦合
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB33;O441
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-26
• 1.1 人工電磁介質(zhì)概念，研究背景和意義10-11
• 1.2 研究現(xiàn)狀11-23
• 1.2.1 人工電磁超材料的研究、設(shè)計(jì)與制造11-15
• 1.2.2 人工電磁介質(zhì)在隱身斗篷方面的研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.3 人工電磁介質(zhì)在天線領(lǐng)域中的研究現(xiàn)狀18-19
• 1.2.4 人工電磁介質(zhì)在吸波體中的研究現(xiàn)狀19-23
• 1.3 發(fā)展趨勢(shì)23-24
• 1.4 論文的主要工作24
• 1.5 論文的結(jié)構(gòu)與安排24-26
• 第二章 雙面人工電磁介質(zhì)的研究26-42
• 2.1 人工電磁介質(zhì)理論模型及參數(shù)提取26-33
• 2.1.1 實(shí)現(xiàn)等效負(fù)介電常數(shù)的方法26-28
• 2.1.2 實(shí)現(xiàn)等效負(fù)磁導(dǎo)率的方法28-30
• 2.1.3 等效介質(zhì)電磁參數(shù)提取方法30-33
• 2.2 雙面人工電磁介質(zhì)33-41
• 2.2.1 單元結(jié)構(gòu)及仿真模型33-35
• 2.2.2 對(duì)單元結(jié)構(gòu)仿真結(jié)果參數(shù)提取35
• 2.2.3 雙面人工電磁介質(zhì)負(fù)折射率驗(yàn)證仿真實(shí)驗(yàn)35-37
• 2.2.4 單元結(jié)構(gòu)參數(shù)仿真研究37-39
• 2.2.5 實(shí)驗(yàn)測(cè)試39-41
• 2.3 本章小結(jié)41-42
• 第三章 人工電磁介質(zhì)在吸波體的應(yīng)用研究42-64
• 3.1 理想介質(zhì)中均勻平面波的反射與透射42-45
• 3.2 多層理想介質(zhì)中均勻平面波的反射系數(shù)和波阻抗45-48
• 3.2.1 多層理想介質(zhì)中均勻平面波傳播的波阻抗45-46
• 3.2.2 多層理想介質(zhì)中均勻平面波傳播的反射系數(shù)46-48
• 3.3 三頻帶人工電磁介質(zhì)吸波體48-55
• 3.3.1 三頻帶人工電磁介質(zhì)吸波體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真實(shí)驗(yàn)48-51
• 3.3.2 三頻帶吸波體吸收原理與分析51-53
• 3.3.3 三頻帶吸波體的加工與測(cè)試53-55
• 3.4 超薄雙層介質(zhì)寬帶人工電磁介質(zhì)吸波體55-63
• 3.4.1 設(shè)計(jì)與仿真56-59
• 3.4.2 寬帶吸波體吸收機(jī)制討論59-61
• 3.4.3 寬帶吸波體加工測(cè)試61-63
• 3.5 本章小結(jié)63-64
• 第四章 寬帶人工電磁介質(zhì)天線研究64-79
• 4.1 引言64-65
• 4.2 加載人工電磁介質(zhì)的天線設(shè)計(jì)65-73
• 4.2.1 加載人工電磁介質(zhì)天線結(jié)構(gòu)65-66
• 4.2.2 天線的設(shè)計(jì)與仿真66-69
• 4.2.3 加載人工電磁介質(zhì)天線仿真結(jié)果69-71
• 4.2.4 設(shè)計(jì)天線加工與測(cè)試71-73
• 4.3 應(yīng)用人工電磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)的MIMO天線陣73-78
• 4.3.1 MIMO兩元天線陣設(shè)計(jì)73-75
• 4.3.2 MIMO天線設(shè)計(jì)仿真結(jié)果75-77
• 4.3.3 MIMO二元天線陣加工測(cè)試77-78
• 4.4 本章小結(jié)78-79
• 第五章 總結(jié)與展望79-81
• 5.1 全文總結(jié)79-80
• 5.2 對(duì)人工電磁介質(zhì)的展望80-81
• 致謝81-82
• 參考文獻(xiàn)82-86
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的主要研究成果86-87

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本文編號(hào)：636083