漸變折射率人工電磁材料（Gradient Index Metamaterials,GRIN）是一種新型的人工電磁材料,由一定規(guī)律排布的具有深度亞波長尺寸的人工電磁單元組成。通過調(diào)節(jié)人工電磁單元的電耦合或磁耦合,實現(xiàn)了對介電常數(shù)或磁導(dǎo)率的調(diào)控,從而實現(xiàn)人工電磁材料折射率的改變。本文利用人工電磁材料折射率的梯度漸變構(gòu)建漸變折射率透鏡天線,在寬帶范圍內(nèi)實現(xiàn)了對天線輻射波的調(diào)控。論文的主要研究內(nèi)容如下:（1）介紹了漸變折射率透鏡天線的設(shè)計原理,包括幾何光學(xué)原理和阻抗匹配理論,并給出了聚焦和偏轉(zhuǎn)透鏡的嚴格設(shè)計公式。為了實現(xiàn)漸變折射率透鏡大范圍的折射率變化,我們設(shè)計了一種寬帶高折射率超材料。超材料的折射率在0-11.6GHz范圍內(nèi)大于10且隨頻率變化平緩,同時超材料的損耗幾乎為零。為了實現(xiàn)高折射率超材料在漸變折射率透鏡中的應(yīng)用,我們首先研究了超材料的極化不敏感性和寬入射角特性;然后研究了超材料折射率的可控特性,分析了超材料單元的占空比、介質(zhì)板介電常數(shù)、介質(zhì)板厚度和金屬貼片邊長對折射率的影響。（2）利用漸變折射率透鏡設(shè)計了寬帶緊湊型圓極化喇叭天線。首先設(shè)計了寬帶緊湊型圓極化喇叭天線的饋電裝置,包括T... 

【文章來源】：桂林電子科技大學(xué)廣西壯族自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

文獻[14]加載零折射率材料的喇叭天線：(a)圓錐喇叭天線；(b)矩形喇叭天線

波到平面波的轉(zhuǎn)換。為了實現(xiàn)三維球面波到平面波的轉(zhuǎn)單層方形金屬環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計了漸變折射率平板透鏡，加載在線的高方向性輻射[43]，具體結(jié)構(gòu)如圖 1.2 所示。2013 年，用到大口徑的喇叭天線上實現(xiàn)了筆尖型輻射[44]。2014 年秀博士利用半魚眼透鏡加載在貼片天線前方實現(xiàn)了天線崔鐵軍課題組基于粒子群算法優(yōu)化實現(xiàn)了低副瓣喇叭透，哈爾濱工業(yè)大學(xué)孟繁義等人利用在介質(zhì)上打孔的方法透鏡天線[48]。但是這些透鏡通常采用折射率很低的材料實缺點。為了降低透鏡的厚度，Erfani 等人提出了一種新的透鏡中央采用高折射率超材料，而由透鏡中央到邊沿折鏡大大降低了縱向尺寸，實現(xiàn)了厚度超薄的結(jié)構(gòu)。同時，槽線天線中，實現(xiàn)了天線增益的增加，如圖 1.3 所示。然源天線的距離較大，這實際上又增加了天線的縱向尺寸；配層結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致天線的反射系數(shù)較高、口徑效率較低。

透鏡中央采用高折射率超材料，而由透鏡中央到邊沿折鏡大大降低了縱向尺寸，實現(xiàn)了厚度超薄的結(jié)構(gòu)。同時，槽線天線中，實現(xiàn)了天線增益的增加，如圖 1.3 所示。然源天線的距離較大，這實際上又增加了天線的縱向尺寸；配層結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致天線的反射系數(shù)較高、口徑效率較低。圖 1.2 文獻[43]高方向性喇叭透鏡天線

【參考文獻】：
碩士論文
[1]圓極化器技術(shù)的研究[D]. 劉蕊花.西安電子科技大學(xué) 2010



本文編號：3544372