论文摘要
电磁波束调控一直是电磁场领域的一个重要的研究课题。相控阵调控电磁波束是利用多个独立控制的发射/接收单元实现对阵面中任意位置幅度相位调制,但是相控阵复杂的馈电网络增大了它的设计难度与制造成本。介质透镜利用不同材质折射率的差异,也可实现对不同位置波程差的控制,从而改变波阵面。但是介质透镜的尺寸对波长敏感,波长增加,介质透镜的厚度与重量增大问题显著。人工电磁表面为替代介质透镜的三维曲面或者相控阵的有源器件,实现结构简单的平面微波器件提供了一种有效的方法。本文研究了基于小型化的空间带通滤波器(MEFSS)工作于X波段的平面微波透镜的设计方法,主要工作包括以下几个方面:首先探究了MEFSS实现空间滤波的原理。使用等效电路的方法,构造了MEFSS的等效电路模型,验证了设计的MEFSS的滤波性能。并仿真得到了不同响应阶数的MEFSS单元的S参数,说明了阶数变化对单元幅度与相位响应的影响。其次,介绍了平面微波透镜的构造方法。基于广义折射原理,推导了平面微波透镜表面相位的计算公式,计算了微波透镜表面的相位分布。不同的表面相位用具有不同相位响应的MEFSS单元去控制。整体平面微波透镜建模使用MATLAB与CST联合仿真的方法,使用编写好的m文件控制CST自动完成平面微波透镜的三维建模与全波仿真,避免了复杂的手动操作,提高仿真效率。然后构造了一个计算透镜的透射场强分布的模型。对比仿真结果与模型的计算结果,分析了二者产生差异的原因,并对模型进行了改进与优化。在平面波斜入射透镜的情况下,我们使用上面的模型计算焦点位置与入射角度的关系,并与CST的仿真结果进行了对比,分析了不同斜入射角下的影响聚焦性能的因素。在论文的最后,对设计的平面微波透镜的应用领域进行了简要的阐述,突出了它在波束扫描天线,多波束天线以及高分辨成像透镜等领域的应用前景。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 潘龙
导师: 宋耀良
关键词: 人工电磁材料,小型化频率选择表面,等效电路,平面微波透镜
来源: 南京理工大学
年度: 2019
分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑,信息科技
专业: 物理学,仪器仪表工业,无线电电子学,无线电电子学
单位: 南京理工大学
分类号: TH74;O441.4;TN713.5
DOI: 10.27241/d.cnki.gnjgu.2019.000943
总页数: 75
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标签：人工电磁材料论文; 小型化频率选择表面论文; 等效电路论文; 平面微波透镜论文;