微波成像作為微波學科的一個重要研究方向廣泛應用于安檢成像系統(tǒng)、醫(yī)學成像,擁有廣泛的用途,超表面因為其體積小、重量輕、對波束調(diào)控能力強等一系列優(yōu)點成為微波甚至是光學領域的研究熱點。傳統(tǒng)的微波成像系統(tǒng),透鏡體積大、重量大,用超表面取代微波成像傳統(tǒng)介質透鏡有很大的潛力。一般成像系統(tǒng)的透鏡因為固定焦點,均采用機械掃描的結構,不僅增大了成像系統(tǒng)的體積,實時性也不高,即使是現(xiàn)存的可重構超表面,也多為頻率可重構即頻率分集超表面,因為利用了單元的不同頻率響應特性,效率會比較低,而且輻射場的自由度也是有限的、在相應頻點是固定的�？删幊坛砻娴某霈F(xiàn)提高了對超表面控制的自由度,而現(xiàn)有的可編程超表面幾乎均不可同時獨立控制每個單元,只能分時控制一行或者一列,大大降低了超表面的性能,甚至完全難以應用于成像。本研究中的可編程超表面可實現(xiàn)和相控陣相似的效果,并且沒有復雜的移相器網(wǎng)絡,易于維護,成本也被大大降低。傳統(tǒng)的聚焦超表面一旦制作完成,焦點、焦距、工作頻段等特性均無法改變,而可編程超表面將超表面的自由度提升到了最大。本文研究了一種用與X波段微波成像的可編程調(diào)相超表面,使用環(huán)形縫隙反射單元,單元周期10mm,在通過... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及研究內(nèi)容和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 超表面的發(fā)展簡述
        1.2.2 可重構超表面研究現(xiàn)狀
        1.2.3 可編程超表面研究現(xiàn)狀
    1.3 國內(nèi)外文獻綜述的簡析
    1.4 課題的主要研究內(nèi)容及論文結構介紹
第2章 可編程超表面的設計及成像理論
    2.1 引言
    2.2 廣義反射與折射定律
    2.3 相位矩陣計算及成像原理
        2.3.1 波帶片
        2.3.2 傳輸模型與衍射理論
        2.3.3 散射成像
    2.4 本章小結
第3章 單元結構選擇與優(yōu)化
    3.1 引言
    3.2 PIN二極管選擇
    3.3 單元結構選擇
    3.4 單元結構的仿真及優(yōu)化
        3.4.1 二極管的加載位置
        3.4.2 單元參數(shù)優(yōu)化
        3.4.3 直流饋線影響研究
    3.5 單元等效電路分析
    3.6 本章小結
第4章 陣列整體仿真及功能實現(xiàn)仿真
    4.1 引言
    4.2 波帶片成像分辨率
    4.3 PIN調(diào)相超表面與衍射理論計算對比
    4.4 PIN調(diào)相超表面和幾何尺寸變化調(diào)相超表面對比
    4.5 入射波斜入射陣列仿真
    4.6 陣列聚焦范圍研究
    4.7 本章小結
第5章 控制系統(tǒng)的設計及整體功能的實現(xiàn)
    5.1 引言
    5.2 控制板PCB設計及制作
        5.2.1 芯片選型
        5.2.2 控制板PCB設計及制作
        5.2.3 控制及通信程序
    5.3 加工及測試
        5.3.1 加工實物
        5.3.2 控制系統(tǒng)軟件及硬件測試
        5.3.3 超表面測試方案
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]Wireless Communications with Programmable Metasurface:Transceiver Design and Experimental Results[J]. Wankai Tang,Xiang Li,Jun Yan Dai,Shi Jin,Yong Zeng,Qiang Cheng,Tie Jun Cui.  中國通信. 2019(05)
[2]頻域稀疏毫米波人體安檢成像處理和快速成像稀疏陣列設計[J]. 田鶴,李道京,祁春超.  雷達學報. 2018(03)

博士論文
[1]頻率選擇超構表面理論及其在孔徑成像系統(tǒng)中的應用研究[D]. 寇娜.西安電子科技大學 2018
[2]基于數(shù)字表征的編碼超表面及其應用[D]. 劉碩.東南大學 2017

碩士論文
[1]基于原子層沉積技術的X射線菲涅耳波帶片的研制[D]. 閆美菊.北京交通大學 2019
[2]可調(diào)超表面天線罩的設計與應用研究[D]. 徐豪駿.北京郵電大學 2019
[3]毫米波超表面電磁透鏡天線研究[D]. 戴少鵬.浙江大學 2019



本文編號：3187954