論文結(jié)合國家自然基金項目“基于頻率觸發(fā)機制的電磁波調(diào)控方法與超材料可調(diào)器件研究”進行選題,圍繞基于人工超表面曲面反射陣天線展開了比較深入的研究。論文的主要研究工作包括兩個部分內(nèi)容:一是在不同結(jié)構(gòu)的曲面平臺上設(shè)計了超表面單鏡和雙鏡反射陣天線,包括傘狀、柱狀凸面平臺的單鏡反射陣天線,和凹面、平面、凸面平臺的雙鏡反射陣天線,采用仿真和實驗證明天線在不同類型曲面平臺上獲得高增益的輻射方向圖;二是在不同結(jié)構(gòu)的曲面平臺上設(shè)計了超表面渦旋場反射陣天線,采用仿真和實驗證明天線在平面、凹面、凸面平臺上獲得高效激發(fā)的渦旋電磁波。作者研究工作的主要內(nèi)容可概述為:1.基于人工超表面的凸面反射陣天線針對傘狀、柱狀凸面平臺,共形設(shè)計兩款基于人工超表面凸面反射陣天線。其中人工超表面結(jié)構(gòu)由廣義斯涅耳定律設(shè)計,通過對超表面單元進行結(jié)構(gòu)仿真優(yōu)化,實現(xiàn)凸面反射陣對饋源入射波的準(zhǔn)直并分別生成具有高增益輻射性能的筆形波束和扇形波束輻射方向圖。仿真結(jié)果表明,首先:在20 GHz的中心頻率,超表面?zhèn)銧钔姑娣瓷潢嚭统砻嬷鶢钔姑娣瓷潢嚪謩e得到了22.5 dBi和15.6 dBi的最大增益,相比于不加載超表面結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)傘狀、柱狀凸面反... 

【文章來源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：170 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號對照表
縮略語對照表
第一章 緒論
    1.1 人工超表面與反射陣天線的定義
        1.1.1 人工超表面
        1.1.2 反射陣天線
    1.2 研究現(xiàn)狀與進展
        1.2.1 人工超表面研究進展
        1.2.2 加載人工超表面的反射陣天線研究進展
    1.3 研究背景與意義
    1.4 論文主要創(chuàng)新點和論文內(nèi)容安排
第二章 相關(guān)基礎(chǔ)理論
    2.1 引言
    2.2 S參數(shù)提取法分析電磁特性
    2.3 廣義斯涅爾定律推導(dǎo)
    2.4 基于廣義斯涅爾定律的人工超表面單元設(shè)計及優(yōu)化研究
        2.4.1 人工超表面單元模型不同結(jié)構(gòu)適用范圍分析
        2.4.2 人工超表面的Floquet模型
        2.4.3 人工超表面單元尺寸優(yōu)化
        2.4.4 人工超表面相位響應(yīng)與入射角的關(guān)系
    2.5 基于廣義斯涅爾定律的人工超表面設(shè)計實例
        2.5.1 單鏡平面反射陣的設(shè)計
        2.5.2 凸面鏡聚焦聯(lián)合鏡面異常反射的雙鏡系統(tǒng)
第三章 基于人工超表面的凸面反射陣天線
    3.1 引言
    3.2 加載人工超表面的傘狀凸面、柱狀凸面反射陣天線設(shè)計
        3.2.1 經(jīng)典拋物面反射面天線
        3.2.2 凸面反射面天線光線追跡和原理分析
        3.2.3 圓形環(huán)和矩形環(huán)的超表面設(shè)計
        3.2.4 基于超表面的凸面反射陣天線及優(yōu)化
    3.3 基于超表面的凸面反射陣波束掃描和加工測試
第四章 基于人工超表面的曲面雙鏡反射陣天線
    4.1 引言
    4.2 加載人工超表面的曲面卡塞格倫反射陣天線
        4.2.1 經(jīng)典卡塞格倫反射面天線和格里高利反射面天線
        4.2.2 加載超表面的卡塞格倫天線光線追跡
        4.2.3 加載超表面的卡塞格倫天線單元設(shè)計和優(yōu)化
        4.2.4 基于超表面的卡塞格倫天線仿真和測試
    4.3 加載人工超表面的曲面格里高利反射陣天線
    4.4 基于Matlab的腳本編程人工超表面快速建模討論
第五章 基于人工超表面的曲面渦旋場反射陣天線
    5.1 引言
    5.2 加載人工超表面的曲面卡塞格倫渦旋場反射陣天線
        5.2.1 渦旋場天線的傳統(tǒng)實現(xiàn)形式
        5.2.2 卡塞格倫渦旋場天線光線追跡
        5.2.3 塞格倫渦旋場天線超表面設(shè)計與仿真
        5.2.4 基于超表面的凹面、凸面卡塞格倫渦旋場天線
        5.2.5 基于超表面的曲面卡塞格倫天線加工測試
    5.3 基于超表面的曲面單鏡渦旋場反射陣天線
第六章 結(jié)束語
    6.1 論文的主要研究成果
    6.2 需要進一步研究的問題
參考文獻
致謝
作者簡介


【參考文獻】：
期刊論文
[1]Programmable time-domain digital-coding metasurface for non-linear harmonic manipulation and new wireless communication systems[J]. Jie Zhao,Xi Yang,Jun Yan Dai,Qiang Cheng,Xiang Li,Ning Hua Qi,Jun Chen Ke,Guo Dong Bai,Shuo Liu,Shi Jin,Andrea Alù,Tie Jun Cui.  National Science Review. 2019(02)
[2]High-efficiency wideband flat focusing reflector mediated by metasurfaces[J]. 余積寶,馬華,王甲富,李勇峰,馮明德,屈紹波.  Chinese Physics B. 2015(09)



本文編號：3161400