隨著通信技術(shù)的發(fā)展,對天線增益、波束覆蓋范圍的要求也在不斷提高。傳統(tǒng)陣列天線可實現(xiàn)高增益輻射以及波束掃描等功能,但存在著系統(tǒng)復(fù)雜、掃描范圍受限等問題。梯度折射率透鏡根據(jù)其內(nèi)部特定的折射率分布,可以實現(xiàn)對電磁波傳播的特定調(diào)控,從而實現(xiàn)高增益輻射、寬角掃描等功能。將梯度折射率透鏡應(yīng)用于波束掃描系統(tǒng)中,具有傳統(tǒng)陣列所不具備的優(yōu)勢。超材料和3D打印技術(shù)的發(fā)展,為梯度折射率透鏡的實現(xiàn)提供了有力工具。同時,變換光學(xué)理論的提出使得設(shè)計具有特定電磁傳播特性的新型梯度折射率透鏡成為可能。梯度折射率透鏡已經(jīng)成為了當(dāng)前的研究熱點。本文主要研究了具有高增益、大范圍波束掃描功能的透鏡天線。根據(jù)半麥克斯韋魚眼透鏡（Half Maxwell Fish Eye Lens,HMFL）的高定向性以及偏焦波束掃描特性,通過移動饋源位置或選擇不同位置的饋源,實現(xiàn)了一定范圍內(nèi)的離散波束掃描;在此基礎(chǔ)上,利用光線追跡方法分析了 HMFL內(nèi)的電場分布,指出傳統(tǒng)HMFL天線口徑效率較低的原因,并提出通過切除HMFL邊緣部分的方式提高透鏡口徑效率;針對傳統(tǒng)HMFL半球形狀不利于實際應(yīng)用的問題,基于變換光學(xué)原理提出了構(gòu)建圓柱形HMFL的... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：102 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 梯度折射率透鏡
        1.2.2 超材料
        1.2.3 變換光學(xué)
    1.3 本論文主要研究工作
第2章 變換光學(xué)與光線追跡
    2.1 引言
    2.2 變換光學(xué)
        2.2.1 變換光學(xué)設(shè)計新型梯度折射率透鏡
        2.2.2 準(zhǔn)保角變換光學(xué)
        2.2.3 旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系簡化電磁參數(shù)分布
    2.3 光線追跡
        2.3.1 基于光線微分方程得到光線軌跡
        2.3.2 球梯度光線微分方程
    2.4 小結(jié)
第3章 高增益透鏡天線
    3.1 引言
    3.2 可實現(xiàn)高增益輻射的HMFL天線
        3.2.1 HMFL的高定向性及波束掃描特性
        3.2.2 切角HMFL以提高透鏡口徑效率
        3.2.3 圓柱形HMFL天線
    3.3 龍伯透鏡天線
        3.3.1 龍伯透鏡的高定向性
        3.3.2 龍伯透鏡實現(xiàn)波束掃描
        3.3.3 圓柱形龍伯透鏡
    3.4 小結(jié)
第4章 龍伯透鏡天線陣列
    4.1 引言
    4.2 透鏡間遮擋問題的研究
        4.2.1 透鏡間的遮擋效應(yīng)
        4.2.2 橢球形龍伯透鏡減小遮擋效應(yīng)
    4.3 透鏡陣列饋源排布問題的研究
        4.3.1 透鏡陣列饋源排布問題
        4.3.2 子陣小范圍波束掃描結(jié)合離散波束掃描解決饋源排布問題
    4.4 橢球形龍伯透鏡二元陣列
    4.5 小結(jié)
第5章 改進(jìn)龍伯透鏡天線陣列
    5.1 引言
    5.2 改進(jìn)球形龍伯透鏡
        5.2.1 球形龍伯透鏡低口徑效率的原因
        5.2.2 改進(jìn)龍伯透鏡以提高口徑效率
        5.2.3 切角龍伯透鏡提高口徑效率
    5.3 改進(jìn)橢球形龍伯透鏡
    5.4 改進(jìn)橢球形龍伯透鏡陣列
    5.5 小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和取得的研究成果



本文編號：3171081