隨著通信的高速發(fā)展以及5G的到來,人們對于電磁波傳播的要求越來越高,在衛(wèi)星通信、天線等軍事領(lǐng)域尤為明顯。其中,要想控制電磁波的傳播,對電磁波極化調(diào)控的研究必不可少。因此,如何簡單、高效地操控電磁波的極化狀態(tài)在軍事領(lǐng)域以及現(xiàn)代通信領(lǐng)域都至關(guān)重要。超表面是一種具有亞波長尺寸的二維超材料陣列平面,研究發(fā)現(xiàn),通過設(shè)計它的單元結(jié)構(gòu)和排列方式可以實現(xiàn)電磁波的極化調(diào)控,而且具有尺寸小、應(yīng)用范圍廣以及易于集成等優(yōu)勢。本文基于反射型超表面提出了兩種具有超寬帶特性的極化轉(zhuǎn)換器。此外,通過優(yōu)化超表面的結(jié)構(gòu),設(shè)計了三種具有不同極化調(diào)控功能的超表面,具有設(shè)計靈活、功能多樣化的優(yōu)勢。不僅如此,還基于透射型超表面提出了一種具有寬頻帶特性的帶通濾波器,達到了非常優(yōu)良的濾波性能。具體的研究內(nèi)容如下:1.首先研究了極化調(diào)控的相關(guān)電磁理論,并對反射型超表面實現(xiàn)極化調(diào)控的原理進行了分析。在此基礎(chǔ)上,基于反射型超表面提出了兩款超寬帶特性的交叉極化轉(zhuǎn)換器。仿真和相應(yīng)的實驗結(jié)果表明,這兩種極化轉(zhuǎn)換器可以分別在18GHz和14GHz以上的頻帶范圍內(nèi)實現(xiàn)高效率、高性能的交叉極化轉(zhuǎn)換,極化轉(zhuǎn)換率（PCR）在95%左右,具有重要的應(yīng)用價值... 

【文章來源】：曲阜師范大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 基于超表面的極化調(diào)控研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要工作
第2章 超表面控制極化的相關(guān)電磁理論、仿真和實驗方法
    2.1 電磁波的極化形式
        2.1.1 線極化波
        2.1.2 圓極化波
        2.1.3 橢圓極化波
    2.2 負折射理論
    2.3 廣義斯涅爾定律
    2.4 超表面的各向異性
    2.5 等效電路模型
        2.5.1 反射型超表面的等效電路模型
        2.5.2 透射型超表面的等效電路模型
    2.6 電磁仿真和實驗
        2.6.1 仿真方法和數(shù)值分析法
        2.6.2 實驗儀器與測試方法
    2.7 本章小結(jié)
第3章 基于反射型超表面的超寬帶極化轉(zhuǎn)換器設(shè)計
    3.1 反射型超表面的極化調(diào)控原理分析
    3.2 單元結(jié)構(gòu)設(shè)計
        3.2.1 B形結(jié)構(gòu)極化轉(zhuǎn)換器的單元結(jié)構(gòu)設(shè)計
        3.2.2 橢圓結(jié)構(gòu)極化轉(zhuǎn)換器的單元結(jié)構(gòu)設(shè)計
    3.3 仿真結(jié)果分析
        3.3.1 B形結(jié)構(gòu)極化轉(zhuǎn)換器的仿真結(jié)果分析
        3.3.2 橢圓結(jié)構(gòu)極化轉(zhuǎn)換器的仿真結(jié)果分析
        3.3.3 極化轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化分析
    3.4 物理機理分析
        3.4.1 B形結(jié)構(gòu)極化轉(zhuǎn)換器的表面電流分析
        3.4.2 橢圓結(jié)構(gòu)極化轉(zhuǎn)換器的表面電流分析
    3.5 實驗驗證分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 三種具有不同優(yōu)異特性的極化轉(zhuǎn)換超表面
    4.1 一種可以實現(xiàn)線-圓和線-交叉極化轉(zhuǎn)換的超表面
        4.1.1 引言
        4.1.2 單元結(jié)構(gòu)設(shè)計
        4.1.3 仿真結(jié)果分析
        4.1.4 表面電流分析
    4.2 具有頻移特性的超寬帶極化轉(zhuǎn)換超表面
        4.2.1 單元結(jié)構(gòu)設(shè)計
        4.2.2 仿真結(jié)果分析
        4.2.3 表面電流分析
    4.3 具有雙頻帶特性的高效率極化轉(zhuǎn)換超表面
        4.3.1 單元結(jié)構(gòu)設(shè)計
        4.3.2 仿真結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 基于透射型超表面的帶通濾波器設(shè)計
    5.1 引言
    5.2 濾波性能的原理分析
    5.3 濾波器的單元結(jié)構(gòu)分析
    5.4 仿真結(jié)果分析
    5.5 結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響分析
    5.6 表面電流分析
    5.7 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
在校期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于極化旋轉(zhuǎn)單元的寬帶雷達散射截面縮減[J]. 舒元亮,張云華,朱國強,何思遠,殷紅成,閆華.  電波科學(xué)學(xué)報. 2019(01)
[2]基于單層線-圓極化轉(zhuǎn)換聚焦超表面的寬帶高增益圓極化天線設(shè)計[J]. 李唐景,梁建剛,李海鵬,牛雪彬,劉亞嶠.  物理學(xué)報. 2017(06)
[3]一種新型線-圓極化轉(zhuǎn)換反射陣天線設(shè)計[J]. 王泉,李鵬凱.  電子技術(shù)應(yīng)用. 2016(12)
[4]Broadband perfect polarization conversion metasurfaces[J]. 陳紅雅,王甲富,馬華,屈紹波,張介秋,徐卓,張安學(xué).  Chinese Physics B. 2015(01)
[5]超寬帶濾波器技術(shù)(英文)[J]. 褚慶昕,王世偉.  微波學(xué)報. 2013(Z1)

碩士論文
[1]超寬帶穿墻雷達天線設(shè)計與研制[D]. 湯智.電子科技大學(xué) 2018
[2]基于超介質(zhì)的電磁波極化調(diào)控器件研究[D]. 楊東.華中師范大學(xué) 2017



本文編號：3020802