本文關(guān)鍵詞：高峰值功率天線和可重構(gòu)太赫茲吸收器的設(shè)計

  更多相關(guān)文章： 高峰值功率時域天線 太赫茲吸收器 可重構(gòu) 龍伯透鏡

【摘要】：論文主要描述兩方面的工作:適用于時域超寬帶雷達系統(tǒng)的高峰值功率天線的研究和可重構(gòu)太赫茲吸收器的研究。在高峰值功率天線的相關(guān)工作中,主要完成了以下內(nèi)容:1).為滿足項目需求,設(shè)計并測試了一款對拓結(jié)構(gòu)的Vivaldi天線,天線尺寸為450×290 mm,工作帶寬為300 MHz-1 GHz,天線方向圖較窄,時域波形拖尾信號較少,各方向保真系數(shù)較好。在工程應(yīng)用中,Vivaldi天線成本較為低廉,安裝便捷,實驗與仿真符合良好。此外,對Vivaldi天線進行了功率合成實驗,實驗表明天線合成效率高達90%以上;2).為進一步提升增益,設(shè)計了一款雙脊喇叭天線,覆蓋250 MHz-1 GHz,時域增益達到8 dB,E面時域方向圖控制在±30°以內(nèi),H面方向圖±45°;3).通過在Vivaldi天線的輻射口徑處放置直徑800 mm的十層龍伯透鏡,使天線的時域增益增加近6 dB,半功率波束寬度壓縮至±30°。同樣,龍伯透鏡對喇叭天線有較好的聚焦特性;4).通過對比十層典型龍伯透鏡、單一介質(zhì)透鏡和周期性打孔等效透鏡對喇叭天線的聚焦特性,歸納出十層龍伯透鏡聚焦效果最好,等效透鏡最能縮減加工成本,降低整體重量。測試結(jié)果表明,所設(shè)計的適用于時域超寬帶雷達中的Vivaldi天線基本能夠滿足實際項目需求。在可重構(gòu)太赫茲吸收器的相關(guān)工作中,主要完成了以下三方面工作:1).基于SRR(split-ring resonator)結(jié)構(gòu),設(shè)計了三款太赫茲吸收器。第一款太赫茲吸收器在兩種極化方式下分別形成0.54 THz和1.05 THz兩個頻點。第二款太赫茲吸收器在兩種極化方式下分別形成0.523 THz,1.083 THz和1.06 THz三個頻點。第三款太赫茲吸收器在兩種極化方式下分別形成0.466 THz,0.96 THz和1.026 THz三個頻點,實驗與仿真結(jié)果吻合良好;2).通過改變第三款太赫茲吸收器入射太赫茲波的極化方向,可以使高頻點連續(xù)可調(diào),并控制低頻點的通斷;3).理論上提出了在超材料結(jié)構(gòu)表面覆蓋氮化鎵薄膜,再由800 nm激光照射薄膜,改變襯底基片局部位置的載流子濃度,從而實現(xiàn)對吸收頻帶的調(diào)制。
【關(guān)鍵詞】：高峰值功率時域天線 太赫茲吸收器 可重構(gòu) 龍伯透鏡
【學(xué)位授予單位】：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】：TN958
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 課題研究背景11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究背景12-20
• 1.2.1 高峰值功率超寬帶天線國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1.1 Vivaldi天線的發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.2.1.2 喇叭天線的發(fā)展現(xiàn)狀13
• 1.2.1.3 其它天線的發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 提高天線增益國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-18
• 1.2.2.1 添加引向器14-15
• 1.2.2.2 添加反射板15
• 1.2.2.3 添加龍伯透鏡及超材料結(jié)構(gòu)15-17
• 1.2.2.4 其他提升增益的方法17-18
• 1.2.3 可重構(gòu)太赫茲吸收器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-20
• 1.3 論文內(nèi)容安排20-21
• 第二章 高峰值功率天線的原理以及超材料的理論21-37
• 2.1 引言21
• 2.2 時域天線的主要參數(shù)簡介21-26
• 2.2.1 瞬態(tài)窄脈沖的頻譜特性21-23
• 2.2.2 天線的基本參數(shù)23-25
• 2.2.2.1 天線的輻射方向圖23-24
• 2.2.2.2 天線的增益和方向性24-25
• 2.2.2.3 天線的保真度25
• 2.2.3 接收信號的拖尾問題25-26
• 2.3 龍伯透鏡的光吸收機理26-30
• 2.3.1 介電常數(shù)漸變的龍伯透鏡27-29
• 2.3.2 單一介質(zhì)透鏡29-30
• 2.4 電磁超材料理論30-36
• 2.4.1 典型電磁超材料單元結(jié)構(gòu)概述30-31
• 2.4.2 等效介電常數(shù)和等效磁導(dǎo)率為負的基本原理31-34
• 2.4.2.1 等效磁導(dǎo)率為負31-32
• 2.4.2.2 等效介電常數(shù)為負32-34
• 2.4.3 半導(dǎo)體的光吸收機理34-36
• 2.5 本章小結(jié)36-37
• 第三章 高峰值功率天線的設(shè)計37-66
• 3.1 Vivaldi天線的設(shè)計37-48
• 3.1.1 Vivaldi天線的設(shè)計過程37-39
• 3.1.2 Vivaldi天線的優(yōu)化過程39-41
• 3.1.3 Vivaldi天線的仿真結(jié)果41-43
• 3.1.4 Vivaldi天線的實測結(jié)果43-48
• 3.1.4.1 Vivaldi天線對接的接收波形43-45
• 3.1.4.2 Vivaldi天線的方向圖45-46
• 3.1.4.3 Vivaldi天線各方向上的波形保真系數(shù)46-47
• 3.1.4.4 Vivaldi天線功率合成試驗47-48
• 3.2 喇叭天線的設(shè)計48-53
• 3.3 龍伯透鏡的設(shè)計53-65
• 3.3.1 多層龍伯透鏡53-59
• 3.3.1.1 十層龍伯透鏡的設(shè)計53-54
• 3.3.1.2 十層龍伯透鏡的制作工藝54-55
• 3.3.1.3 十層龍伯透鏡的作用55-59
• 3.3.2 單一介質(zhì)龍伯透鏡59-60
• 3.3.3 等效龍伯透鏡60-65
• 3.3.3.1 等效龍伯透鏡的設(shè)計60-62
• 3.3.3.2 等效龍伯透鏡的作用62-65
• 3.4 本章小結(jié)65-66
• 第四章 可重構(gòu)太赫茲吸收器的設(shè)計66-81
• 4.1 引言66
• 4.2 基于SRR結(jié)構(gòu)耦合電流的研究66-70
• 4.2.1 開.環(huán)RLC等效電路模型66-67
• 4.2.2 非對稱開口單環(huán)的研究67-70
• 4.3 極化可重構(gòu)太赫茲吸收器的研究70-78
• 4.3.1 基本太赫茲吸收器的設(shè)計70-73
• 4.3.1.1 對稱雙開口太赫茲吸收器的設(shè)計70-71
• 4.3.1.2 對稱雙開口中間添加金屬短桿太赫茲吸收器的設(shè)計71-73
• 4.3.1.3 對稱雙開口中間添加金屬長桿太赫茲吸收器的設(shè)計73
• 4.3.2 高介電常數(shù)半導(dǎo)體的說明73-74
• 4.3.3 太赫茲吸收器的加工流程74-75
• 4.3.4 太赫茲吸收器試驗測試結(jié)果75-78
• 4.4 激光可重構(gòu)太赫茲吸收器的研究78-80
• 4.5 本章小結(jié)80-81
• 第五章 結(jié)語81-83
• 5.1 論文完成的工作81-82
• 5.2 論文的創(chuàng)新點82
• 5.3 論文工作的不足82-83
• 致謝83-84
• 參考文獻84-91
• 攻碩期間取得的研究成果91-92

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