發(fā)布時(shí)間：2017-12-16 03:21

  本文關(guān)鍵詞：近零折射率超材料結(jié)構(gòu)在圓極化天線中的應(yīng)用與研究

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【摘要】：近年來,由于超材料結(jié)構(gòu)擁有天然材料所不具備的新穎特性而受到廣泛關(guān)注,例如一些結(jié)構(gòu)周期性排列呈現(xiàn)出負(fù)介電常數(shù)和負(fù)磁導(dǎo)率。超材料是物理學(xué)界、材料學(xué)界和電磁學(xué)界研究的熱點(diǎn)問題之一。而近零折射率材料因其折射率為零的特性,使出射電磁波波陣面平行于材料出射表面,改變了電磁波的傳播方向,具有波前整形效應(yīng)。而對于介電常數(shù)為零的近零折射率材料,其又具有電磁隧穿效應(yīng)。這些奇特性質(zhì)使近零折射率材料在無線通信領(lǐng)域擁有非常廣闊的應(yīng)用前景。在一些重要領(lǐng)域合理的利用這些性質(zhì),可以突破傳統(tǒng)技術(shù)的瓶頸,改善一些性能。本文所研究的近零折射率材料是人工超材料中的一種,將其應(yīng)用在圓極化天線中,可以改善圓極化天線的性能。本文的主要研究內(nèi)容包括:(1)通過應(yīng)用在圓極化天線中對零折射率材料屬性要求的理論分析,結(jié)合文獻(xiàn)中設(shè)計(jì)出的零折射率材料結(jié)構(gòu),對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,從中選出合適的結(jié)構(gòu)。為了說明理論和結(jié)構(gòu)的正確性,對每種結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模仿真驗(yàn)證,結(jié)果表明三種結(jié)構(gòu)都可以應(yīng)用在圓極化天線中。(2)用T形功分器設(shè)計(jì)出工作頻率在8.4GHz的圓極化喇叭天線,并將ENZ材料、MNZ材料和DNZ材料分別加載到喇叭天線中,研究三種材料對喇叭天線增益、半功率波束寬度、軸比和S11參數(shù)的影響,結(jié)果顯示三種零折射率材料都可以提高天線增益,減小半功率波束寬度,使軸比和S11參數(shù)卻發(fā)生頻偏。(3)設(shè)計(jì)出單饋圓極化貼片天線,將ENZ材料、MNZ材料和DNZ材料分別加載到貼片天線中,研究三種材料對貼片天線增益、半功率波束寬度、軸比和S11參數(shù)的影響,結(jié)果顯示三種零折射率材料都可以提高天線增益,減小半功率波束寬度,使軸比和S11參數(shù)發(fā)生頻偏。改變?nèi)N結(jié)構(gòu)尺寸的大小再次研究其對天線性能的影響。
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN821.1

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