本文關(guān)鍵詞：高增益超材料覆層天線及波束調(diào)控研究

  更多相關(guān)文章： F-P諧振腔天線 傳輸陣天線 頻率選擇表面 高增益 波束調(diào)控 圓極化

【摘要】：電磁超材料因具有新奇的物理特性成為了近些年的研究熱點。將電磁超材料應(yīng)用到天線領(lǐng)域,可以通過調(diào)控電磁波改善天線性能,為天線領(lǐng)域的發(fā)展提出了一個新的方向。超材料覆層天線是超材料與天線結(jié)合的一種形式,具有重要的研究價值和廣泛的應(yīng)用前景。基于頻率選擇表面的超材料覆層天線是本文主要研究對象,文中對其高增益特性及波束調(diào)控性能展開了深入研究。根據(jù)頻率選擇表面的頻選特性,本文分別研究了基于帶阻型頻率選擇表面的諧振腔天線和基于帶通型頻率選擇表面的傳輸陣天線,并對以這兩種形式的天線實現(xiàn)高增益特性和波束調(diào)控特性的方法進行了深入研究。首先,本文實現(xiàn)了利用低剖面高增益諧振腔天線進行小角度波束調(diào)控,其次實現(xiàn)了利用高增益?zhèn)鬏旉囂炀�進行大角度波束調(diào)控。更進一步,本文在實現(xiàn)高增益波束調(diào)控特性的同時,設(shè)計了具有圓極化特性的傳輸陣天線。本文清晰地展示了頻率選擇表面在超材料覆層天線實現(xiàn)高增益及波束調(diào)控性能方面的應(yīng)用。主要工作內(nèi)容如下:首先,本文設(shè)計了基于改進型漁網(wǎng)單元組成的低剖面諧振腔天線,并利用半相位梯度原理對頻率選擇表面覆層進行了調(diào)制,設(shè)計了兩種半非均勻型的頻率選擇表面覆層,實現(xiàn)了諧振腔天線主波束在俯仰面內(nèi)10°和19°的偏轉(zhuǎn)。其次,基于多層頻率選擇表面的綜合方法,使用金屬貼片與金屬環(huán)組成的多層小型化頻率選擇表面(Multi-layer Miniaturized FSS,MMFSS)單元為基本單元結(jié)構(gòu)。通過改變MMFSS單元尺寸的方法獲得310°傳輸相移覆蓋范圍,并利用MMFSS單元組成平面?zhèn)鬏旉?以喇叭天線作為高增益?zhèn)鬏旉嚨酿佋�。通過調(diào)節(jié)傳輸陣表面MMFSS單元的尺寸以改變傳輸相位,進而對傳輸陣陣面進行相位補償,從而獲得不同角度的主波束方向,最終實現(xiàn)了在俯仰角0°~57°范圍的波束調(diào)控以及方位角任意角度的波束調(diào)控。最后,對MMFSS單元上引入微擾從而了形成圓極化小型化頻率選擇表面(Circular-polarized Miniaturized FSS,CMFSS)單元以實現(xiàn)將線極化波轉(zhuǎn)化為圓極化波的功能。同樣通過調(diào)節(jié)CMFSS單元的尺寸獲得了360°傳輸相移覆蓋范圍。將CMFSS單元組成圓極化傳輸陣,并以喇叭天線作為圓極化高增益?zhèn)鬏旉囂炀�的饋源。通過調(diào)節(jié)陣面單元尺寸完成相位補償,以獲得不同角度的主波束方向,實現(xiàn)了天線在高增益、圓極化特性及俯仰角0°~45°范圍內(nèi)的波束調(diào)控性能。
【關(guān)鍵詞】：F-P諧振腔天線 傳輸陣天線 頻率選擇表面 高增益 波束調(diào)控 圓極化
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB34;TN826
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 符號對照表12-13
• 縮略語對照表13-16
• 第一章 緒論16-22
• 1.1 研究背景及意義16-17
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-20
• 1.2.1 FSS研究現(xiàn)狀17
• 1.2.2 高增益諧振腔天線研究現(xiàn)狀17-18
• 1.2.3 傳輸陣天線研究現(xiàn)狀18-20
• 1.3 內(nèi)容安排20-22
• 第二章 基于FSS的高增益覆層天線及其波束調(diào)控理論22-34
• 2.1 引言22
• 2.2 頻率選擇表面22-26
• 2.2.1 頻率選擇表面特性介紹及參數(shù)分析23-24
• 2.2.2 頻率選擇表面的應(yīng)用24-25
• 2.2.3 多層FSS的綜合25-26
• 2.3 FSS在高增益諧振腔天線中的應(yīng)用26-30
• 2.3.1 F-P諧振腔理論26-28
• 2.3.2 半相位梯度理論28-30
• 2.4 FSS在平面?zhèn)鬏旉囂炀�中的應(yīng)用30-33
• 2.4.1 傳輸陣天線基本工作原理30-32
• 2.4.2 相位補償單元的各種形式32-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 第三章 低剖面高增益諧振腔天線及波束調(diào)控分析34-42
• 3.1 引言34
• 3.2 改進型漁網(wǎng)單元介紹34-37
• 3.3 高增益諧振腔天線的設(shè)計及波束調(diào)控分析37-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第四章 高增益?zhèn)鬏旉囂炀�設(shè)計及其波束調(diào)控分析42-60
• 4.1 引言42
• 4.2 MMFSS單元介紹42-45
• 4.3 高增益?zhèn)鬏旉囂炀�設(shè)計及分析45-56
• 4.3.1 饋源的選取45-46
• 4.3.2 主波束方向為θ=0° 的HTA1設(shè)計46-47
• 4.3.3 主波束方向為θ=30°的HTA2設(shè)計47-49
• 4.3.4 主波束方向為θ=45°的HTA3設(shè)計49-50
• 4.3.5 主波束方向為θ=57°的HTA4設(shè)計50-53
• 4.3.6 傳輸陣天線方位面波束方向調(diào)控分析53-56
• 4.4 測試結(jié)果及分析56-58
• 4.5 本章小結(jié)58-60
• 第五章 圓極化高增益?zhèn)鬏旉囂炀�設(shè)計及其波束調(diào)控分析60-74
• 5.1 引言60
• 5.2 CMFSS單元介紹60-65
• 5.2.1 極化轉(zhuǎn)換型FSS單元的選擇60-62
• 5.2.2 CMFSS單元的參數(shù)分析62-65
• 5.3 左旋圓極化傳輸陣天線設(shè)計及分析65-71
• 5.3.1 饋源的選取65
• 5.3.2 CHTA1的設(shè)計及分析65-68
• 5.3.3 CHTA2的設(shè)計及分析68-69
• 5.3.4 CHTA3的設(shè)計及分析69-71
• 5.4 右旋圓極化傳輸陣天線設(shè)計及分析71-73
• 5.4.1 RCHTA2特性分析71-72
• 5.4.2 RCHTA3特性分析72-73
• 5.5 本章小結(jié)73-74
• 第六章 總結(jié)與展望74-76
• 6.1 工作總結(jié)74-75
• 6.2 不足之處及下一步工作展望75-76
• 參考文獻76-80
• 致謝80-82
• 作者簡介82-83

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4 樹華;;可以用光進行控制的超材料[J];物理;2012年12期

5 ;歡迎來到“超材料”世界[J];功能材料信息;2013年Z1期

6 ;美用超材料設(shè)計首個使光彎曲的計算器[J];金屬功能材料;2014年01期

7 周卓輝;黃大慶;劉曉來;牟維琦;康飛宇;;超材料在寬頻微波衰減吸收材料中的應(yīng)用研究進展[J];材料工程;2014年05期

8 馮瑞華;;超材料研究文獻計量分析[J];材料導(dǎo)報;2009年07期

9 劉冶;李竹影;張旺洲;孫禹宏;;組合型電磁隱身斗篷的超材料設(shè)計與仿真[J];功能材料;2013年15期

10 徐含樂;祝小平;周洲;胡楚鋒;;基于雙向耦合補償?shù)某牧蟼鬏?反射法[J];電波科學(xué)學(xué)報;2014年01期

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1 胡更開;;電磁/聲波超材料及對波傳播控制的理論與實驗研究[A];中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會'2009論文摘要集[C];2009年

2 蔡小兵;胡更開;;超材料性質(zhì)及功能的實驗研究[A];中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會'2009論文摘要集[C];2009年

3 沈曉鵬;崔鐵軍;葉建祥;;雙波段超材料吸收器[A];2011年全國微波毫米波會議論文集（下冊）[C];2011年

4 劉亞鋒;周蕭明;胡更開;;彎曲波在薄板超材料中的傳播特性研究[A];北京力學(xué)會第18屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2012年

5 周蕭明;胡更開;;聲波超材料超分辨成像的理論與實驗研究[A];中國力學(xué)大會——2013論文摘要集[C];2013年

6 高東寶;曾新吾;;一維Helmholtz腔超材料聲透射特性研究[A];中國聲學(xué)學(xué)會第九屆青年學(xué)術(shù)會議論文集[C];2011年

7 丁勁;鄧元宸;葛歡;范理;張淑儀;張輝;;負模量超材料的傳輸系數(shù)研究[A];中國聲學(xué)學(xué)會第十屆青年學(xué)術(shù)會議論文集[C];2013年

8 胡更開;;電磁/聲波超材料及波傳播控制[A];第五屆全國強動載效應(yīng)及防護學(xué)術(shù)會議暨復(fù)雜介質(zhì)/結(jié)構(gòu)的動態(tài)力學(xué)行為創(chuàng)新研究群體學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2013年

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1 劉霞;新型超材料可提高無線充電效率[N];科技日報;2011年

2 本報記者 安自能;深圳超材料產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立打造千億產(chǎn)值“航母”[N];中國工業(yè)報;2011年

3 記者 崔霞;打造千億產(chǎn)值超材料產(chǎn)業(yè)“航母”[N];深圳商報;2011年

4 記者 王劍鋒　見習(xí)記者 張尉心;首條超材料研發(fā)中試產(chǎn)線落戶龍崗[N];深圳特區(qū)報;2011年

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6 記者 崔霞　畢國學(xué);全球首條超材料生產(chǎn)線在深投產(chǎn)[N];深圳商報;2012年

7 本報記者 滕繼濮;超材料：我們另類的超級創(chuàng)造[N];科技日報;2013年

8 本報記者 劉霞;歡迎來到“超材料”世界[N];科技日報;2013年

9 實習(xí)記者 劉燕廬;像烏賊一樣變色的超材料即將出現(xiàn)[N];科技日報;2014年

10 策劃 本報記者 陳偉華 孫維鋒 采寫 本報記者 孫維鋒;“超材料”駕到 “隱身”不是夢[N];東莞日報;2014年

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1 李宛珊;超材料麥克斯韋方程組的能量守恒分裂時域有限差分格式：方法、理論和應(yīng)用[D];山東大學(xué);2015年

2 熊漢;電磁超材料在微波吸波體與天線中的應(yīng)用研究[D];電子科技大學(xué);2014年

3 馬巖冰;新型超材料功能器件設(shè)計與應(yīng)用研究[D];電子科技大學(xué);2014年

4 劉海霞;可重構(gòu)人工電磁媒質(zhì)理論與應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)[D];西安電子科技大學(xué);2014年

5 武霖;手性超材料的偏振特性研究[D];華中科技大學(xué);2015年

6 程用志;調(diào)控電磁特性超材料設(shè)計及其性能研究[D];華中科技大學(xué);2015年

7 張永剛;太赫茲超材料電磁誘導(dǎo)透明現(xiàn)象的電路模型研究[D];南京大學(xué);2016年

8 白陽;電磁超材料紅外熱輻射和近場熱傳輸特性[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

9 孫海斌;電磁超材料合成機理及應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2016年

10 鐘敏;太赫茲頻段金屬—介質(zhì)—金屬三明治結(jié)構(gòu)超材料的電磁性質(zhì)研究[D];南京師范大學(xué);2015年

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1 趙思聰;人工超材料光傳輸特性的研究[D];電子科技大學(xué);2013年

2 王公晗;基于超材料天線的研究[D];西南交通大學(xué);2015年

3 劉雯雯;超材料在太赫茲波段下的電磁特性研究[D];天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué);2016年

4 李立朝;基于電磁超材料太赫茲吸波器的研究[D];北京交通大學(xué);2016年

5 徐征帥;基于柔性超材料的THz寬帶吸收器的研究與設(shè)計[D];北京交通大學(xué);2016年

6 邢維;基于超材料的太赫茲濾波器研究[D];北京交通大學(xué);2016年

7 張慶樂;新型電磁超材料在天線中的應(yīng)用[D];北京理工大學(xué);2016年

8 馬凱;基于電磁超表面的幅度與相位調(diào)控器件設(shè)計[D];東南大學(xué);2015年

9 張治藍;基于電磁超材料的無線電能傳輸效率增強研究[D];湖北工業(yè)大學(xué);2016年

10 陳琳;基于局域共振原理的瓣型寬帶隙聲學(xué)超材料研究[D];江蘇大學(xué);2016年

，

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