本文關(guān)鍵詞：基于電磁超表面的幅度與相位調(diào)控器件設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：電磁超材料是由亞波長(zhǎng)單元組成的,具有新穎電磁特性的人工結(jié)構(gòu)。電磁超表面是二維形式的特殊電磁超材料,克服了三維電磁超材料體積大、損耗高等不足之處。本論文主要圍繞電磁超表面對(duì)電磁波幅度與相位的調(diào)控作用展開研究,通過理論推導(dǎo)與模型仿真,驗(yàn)證了電磁超表面操控電磁波的可行性。本論文主要研究?jī)?nèi)容如下：1.分析了電磁超表面器件設(shè)計(jì)的一般理論與方法。目前其設(shè)計(jì)方法主要有兩種：第一種方法是根據(jù)惠更斯原理,通過入射場(chǎng)與出射場(chǎng)計(jì)算出待設(shè)計(jì)的電磁超表面上的表面磁阻抗和表面電導(dǎo)納分布,而后通過提取單元結(jié)構(gòu)的表面電導(dǎo)納與表面磁阻抗設(shè)計(jì)與之相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)。第二種是基于廣義斯涅耳定律引入的附加相位的概念,利用電磁超表面在入射界面實(shí)現(xiàn)相位突變,以便于設(shè)計(jì)反常折射的器件。2.通過聯(lián)合仿真并借助遺傳算法設(shè)計(jì)了電磁超表面幅度調(diào)控單元,該單元為矩形開口諧振環(huán)。分析了天線副瓣削減的機(jī)理,并利用幅度調(diào)控單元設(shè)計(jì)了一種單層的電磁超表面。將所設(shè)計(jì)的電磁超表面加載于矩形喇叭天線口面后,可以將天線口面場(chǎng)的非均衡分布調(diào)整為高斯曲線線型分布,有效地削減了天線的遠(yuǎn)場(chǎng)副瓣電平。3.借助于遺傳算法設(shè)計(jì)了電磁超表面相位調(diào)控單元,該單元為四層的雙開口環(huán)螺旋結(jié)構(gòu)。利用這種結(jié)構(gòu)分別設(shè)計(jì)了波束偏折電磁超表面陣列與電磁聚焦陣列,驗(yàn)證了電磁超表面對(duì)相位的調(diào)控能力。
【關(guān)鍵詞】：電磁超材料 電磁超表面 幅度調(diào)控 相位調(diào)控 廣義斯涅耳定律
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN820
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 電磁超材料的基本概念8-9
• 1.2 電磁超材料的發(fā)展歷史9-12
• 1.3 電磁超表面的基本概念及優(yōu)勢(shì)12-13
• 1.4 本論文主要內(nèi)容13-14
• 第二章 電磁超表面的相關(guān)設(shè)計(jì)理論與優(yōu)化算法14-30
• 2.1 惠更斯原理14-15
• 2.2 電磁超表面的理論設(shè)計(jì)方法15-21
• 2.2.1 表面阻抗導(dǎo)納設(shè)計(jì)方法16-20
• 2.2.2 廣義斯涅耳定律20-21
• 2.3 遺傳算法21-25
• 2.3.1 遺傳算法基本術(shù)語21-22
• 2.3.2 遺傳算法一般步驟22-24
• 2.3.3 遺傳算法的優(yōu)缺點(diǎn)24-25
• 2.4 聯(lián)合仿真25-28
• 2.4.1 Matlab-CST接口25
• 2.4.2 聯(lián)合仿真流程25-26
• 2.4.3 聯(lián)合仿真相關(guān)控制代碼26-28
• 2.5 本章小結(jié)28-30
• 第三章 基于電磁超表面的幅度調(diào)控陣列設(shè)計(jì)30-48
• 3.1 天線的遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖30-32
• 3.2 矩形喇叭天線32-36
• 3.3 基于電磁超表面幅度調(diào)控單元設(shè)計(jì)36-41
• 3.4 仿真結(jié)果分析41-46
• 3.5 本章小結(jié)46-48
• 第四章 基于電磁超表面的相位調(diào)控陣列設(shè)計(jì)48-62
• 4.1 基于電磁超表面的波束偏折原理48-49
• 4.2 基于電磁超表面的波束偏折單元設(shè)計(jì)49-53
• 4.3 基于電磁超表面的波束偏折陣列設(shè)計(jì)53-55
• 4.4 基于電磁超表面的聚焦器件設(shè)計(jì)55-60
• 4.5 本章小結(jié)60-62
• 第五章 總結(jié)與展望62-64
• 致謝64-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果70

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本文編號(hào)：336234