【摘要】：隨著電子科學技術的快速發(fā)展,扇形波束天線在醫(yī)療成像、移動通信基站、室內(nèi)局域無線網(wǎng)絡等各方面都有著廣泛的應用。同時扇形波束毫米波組成的車載、機載防撞天線,作為汽車、小型飛行器安全控制系統(tǒng)的核心組成部件之一,其市場前景越來越廣闊。因此研究如何設計高性能的扇形波束天線具有非常重要的意義。本文具體做了以下幾個方面的工作:1.在前人研究的基礎上,探究了扇形波束天線常見的三種實現(xiàn)方式,對扇形波束拋物面反射天線,介質(zhì)透鏡合成扇形波束天線以及天線陣列組成扇形波束天線陣等三種方法的原理進行分析和歸納,并重點介紹了通過加載透鏡的方法來合成我們所需要的扇形波束。同時對扇形波束天線和筆形波束天線的掃描方式進行區(qū)分。2.基于變換光學理論研究了電磁超材料在控制電磁波傳播方向當中的應用。驗證麥克斯韋方程在任何坐標變換過程中的形式不變形,以及基于準保角變換光學方法計算變換介質(zhì)材料的介電常數(shù)和磁導率。最后通過介紹兩種由不同介電常數(shù)單元組成的變換介質(zhì)平板透鏡和變換介質(zhì)平凹透鏡,分別實現(xiàn)對常規(guī)雙曲介質(zhì)透鏡和加速型平凹透鏡的等效變換,來實現(xiàn)對入射電磁波傳播方向的控制。3.基于光學變換理論設計了兩種新型的工作于Ku波段的用于合成扇形波束天線的三維結(jié)構(gòu)的直筒-拱形變換介質(zhì)透鏡。通過全波仿真分析,結(jié)果顯示這兩種變換介質(zhì)透鏡都能夠在整個Ku波段的頻率范圍內(nèi)在遠場都能夠很好的合成扇形波束,并且很大程度的提高饋源天線的方向性。通過對Ku波段帶寬內(nèi)的波束偏移特性進行仿真分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)這兩個直筒-拱形介質(zhì)透鏡能夠在不移動情況下,只要通過小距離的水平偏移位于變換介質(zhì)透鏡焦點的饋源,就能夠很方便的控制穿過介質(zhì)透鏡的扇形波束在一定角度內(nèi)進行全頻帶無色散、高定向性的快速波束掃描。
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TN820

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本文編號：2551353