隨著信息科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,無線通信系統(tǒng)越來越復(fù)雜,其功能也趨于多樣化。性能可調(diào)的天線可以滿足多功能的無線通信系統(tǒng)對天線的要求,能夠適應(yīng)不同的工作環(huán)境。近年來,超材料受到學(xué)者們的關(guān)注,由于超材料具有獨特的電磁特性,因而被廣泛應(yīng)用于天線的設(shè)計中。超材料的二維結(jié)構(gòu)—超表面具有體積的優(yōu)勢,其剖面更低,更適合與天線進行集成設(shè)計,而且由于超表面可以實現(xiàn)對電磁波的調(diào)控,因此超表面可用于實現(xiàn)性能可調(diào)的天線。本文基于超表面開展了不同性能可調(diào)的天線研究,具體研究工作包括以下幾個方面:1、研究了基于全息超表面的波束可調(diào)天線。推導(dǎo)了全息超表面天線的輻射波束指向與介質(zhì)板的相對介電常數(shù)的關(guān)系,然后根據(jù)液晶的相對介電常數(shù)可通過外部偏置改變的特性,將液晶應(yīng)用于基于全息超表面的波束可調(diào)天線的設(shè)計中,給出了相應(yīng)的天線設(shè)計結(jié)構(gòu),并制作了相應(yīng)的實物,仿真和實測結(jié)果表明了設(shè)計的全息超表面天線具有波束可調(diào)的特性。2、研究了基于超表面的極化可調(diào)Fabry-Perot（FP）天線。將具有極化轉(zhuǎn)換作用的超表面與FP天線的部分反射面結(jié)合在一起設(shè)計,實現(xiàn)了高增益的極化可調(diào)天線。提出了新的超表面結(jié)構(gòu),并分析了所提的超表面結(jié)構(gòu)的傳輸特性和反射特... 

【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)】：117 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１材料的介電常數(shù)與磁導(dǎo)率象限圖??早在１９６８年，蘇聯(lián)的物理學(xué)家Ｖｅｓｅｌａｇｏ教授就己經(jīng)系統(tǒng)地討論了介電常數(shù)??

?第１章緒論???的研究，人們更多的是關(guān)注超材料對電磁波的調(diào)控作用，包括用超材料實現(xiàn)了“隱??身衣”等［３４■氣電磁黑洞以及各種超材料透鏡％３９］。??＿??圖１．２實現(xiàn)左手材料的結(jié)構(gòu)圖??（ｃ）?＾?（ｄ）??：：Ｐｒ?￣?Ｔ：：：??纏圖?０ＬＩｒ５Ｊｉ；－２??－５０?０?５０?（ｍｍ）??Ｏ?Ｘ??Ｓｉｄｅ?ｎ??圖１．３微波頻段的隱身衣??超材料是通過單元結(jié)構(gòu)的三維周期排列實現(xiàn)的，存在實際制作困難的問題，??有的時候難以實現(xiàn)，為了避開這些問題，人們對超材料二維形式的平面結(jié)構(gòu)進行??研宄。超材料的二維結(jié)構(gòu)被單獨稱為超表面，這說明了研宄人員對超表面研宄的??重視。超表面由乎其剖面低、引起的損耗更孝加工制作簡便的優(yōu)點，成為了科??學(xué)界的又一研究熱點［４Ｇ］。超表面同樣可以實現(xiàn)對電磁波的調(diào)控，比如操縱電磁波??的傳播特性、極化方式等［４１，４＼??在２０１１年，美國Ｈａｒｖａｒｄ大學(xué)的Ｎａｎｆａｎｇ?Ｙｕ研宄小組通過Ｖ型天線構(gòu)建超??表面驗證了廣義Ｓｎｅｌｌ法則，作者通過調(diào)整Ｖ型天線的張口方向和張口的角度來??實現(xiàn)０到的相移，并且按照相位梯度的變化排成二維陣列，如圖１．４所示。??構(gòu)建的超表面結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生異常的反射和折射現(xiàn)象［４３］。??３??

?第１章緒論???ｒ?－?■■?＿??２＾￣？ｘ?己??Ｌ－＾ｔ＝ｒ＝＾＾ｇ＾３＞Ｊ?ｔｔｓＳＳｇｌｙ??〇?？ｌｇＲＳ８ｒａｊ??Ｉ??圖１．４基于Ｖ型天線的超表面??在國內(nèi)，超表面同樣是學(xué)者們的研究熱點，國內(nèi)東南大學(xué)的崔鐵軍教授提出??了編碼超表面的概念，實現(xiàn)了對超表面的動態(tài)可重構(gòu)［４４４？１。ｌｂｉｔ的編碼超表面是??由２種單元組成，這兩個單元的相位響應(yīng)分別為０度和１８０度，具體實現(xiàn)如圖??１．５所示，通過中間加載的偏置二極管的狀態(tài)可以改變單元的相位響應(yīng)。當(dāng)這樣??的超表面單元組成超表面時，超表面中的每個單元的相位響應(yīng)狀態(tài)都是可以改變??的，就可以實現(xiàn)不同的功能。如圖１．６所示，當(dāng)改變編碼超表面的編碼時，天線??的散射波束可以從單波束變?yōu)閮蓚�波束，甚至更多波束。這在縮減天線的散射截??面積或者動態(tài)控制天線的波束方面都有很好的應(yīng)用。??Ｍｅｔａｍａｔｅｒｊａｌ?Ｂｉａｓｅｄ?ｄｉｏｄｅ??？：?Ｔ?｜，鏊??Ｇｒｏｕｎｄ＾＾＾＾Ｔ＾?Ｖｉａ?ｈｏｌｅ??３００?：???２４０?丨??—１８０＇?Ｚ??１１２０＾＾Ｔ７＾＇—…??Ｓ?６０?丨?ｚ??！?〇ｐ－－＾?＂?＼??Ｑ－?－６０；?ＯＮ?＼??＊?——?ＯＦＦ?？？？．，??＿１２０ｈ?Ｐｈａｓｅ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ?？？？＊？？、??－１８〇ｒ：３－Ｔ５?ｓ：ｏ?＾．ｏ??Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?（ＧＨｚ）??圖１．５?ｌｂｉｔ編碼超表面單元及相位響應(yīng)??Ｂ．?＾?＾ｍａ?ｗ??．秦？酵，：??：Ｉ?Ｖ謂減親??４??

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]基于電磁超材料的可重構(gòu)天線研究[D]. 巫釗.西安電子科技大學(xué) 2016
[2]超材料透鏡和超表面對電磁波的調(diào)控及應(yīng)用[D]. 齊美清.東南大學(xué) 2016
[3]基于鈦酸鍶鋇材料和超表面的頻率可重構(gòu)天線研究[D]. 汪業(yè)龍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[4]寬帶Fabry-Perot諧振腔天線及可重構(gòu)技術(shù)在其中的應(yīng)用[D]. 冀璐陽.西安電子科技大學(xué) 2016

碩士論文
[1]平面多層與基片集成波導(dǎo)復(fù)合結(jié)構(gòu)研究及元件設(shè)計[D]. 季琴.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2019
[2]基于超材料的頻率可重構(gòu)天線研究與設(shè)計[D]. 盛麗麗.電子科技大學(xué) 2016
[3]共形全息人工阻抗表面天線的研究[D]. 張袁.電子科技大學(xué) 2015
[4]全息張量阻抗調(diào)制表面天線研究[D]. 龍宇.電子科技大學(xué) 2015



本文編號：3448183