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基于人工表面等离激元的天线研究

2020-12-08阅读(794)

基于人工表面等离激元的天线研究

论文摘要

表面等离子激元(SPPs)是在远红外频段沿金属和介质表面传播的一种特殊电磁波。人工表面等离子激元(SSPPs)是表面等离子体激元在微波和太赫兹波段的拓展和应用,它的本质是一种被金属表面周期性凹槽或者孔约束,进而沿表面传播的电磁波模式。由于SSPPs诸多的优良特性,近些年来引起了国内外许多学者的关注。本文对人工表面等离子体结构在天线领域的应用进行了研究。论文讨论了SSPPs的奇模、偶模的传输特性,利用SSPPs结构对电磁波的高束缚特性,设计了几款适用于无线通信和遥感探测的低剖面、宽带天线。具体内容如下:1.依据SSPPs的奇模和偶模理论,设计了一款方向图可重构的人工表面等离激元天线。这款天线通过一段二极管控制的可重构馈电电路,通过加载正偏或者反偏电压,实现人工表面等离激元奇模模式和偶模模式之间的切换,从而达到辐射波束从侧射到端射方向大角度切换的目的。2.针对现有的SSPPs端射天线带宽比较窄的问题,设计了一款基于人工表面等离激元的端射天线。这款天线不再拘泥于通过共面波导CPW和单极子耦合的方式来实现端射,而是通过非对称结构和缝隙馈电的方式,激励人工表面等离激元,从而在较宽频带内实现了端射。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  •   1.1 研究背景和研究意义
  •   1.2 国内外研究现状
  •     1.2.1 基于SSPPs波导馈电的天线
  •     1.2.2 基于SSPPs的漏波天线
  •     1.2.3 基于SSPPs的端射天线
  •     1.2.4 应用寄生结构的 SSPPs 天线
  •   1.3 研究工作的主要内容
  •     1.3.1 主要工作
  •     1.3.2 章节安排
  • 第二章 基本原理
  •   2.1 微波表面等离激元基本原理
  •     2.1.1 色散关系
  •     2.1.2 人工表面等离激元的特性
  •   2.2 人工表面等离激元传输模式
  •   2.3 仿真工具与天线优化算法
  •   2.4 本章小结
  • 第三章 基于人工表面等离激元的端射天线研究
  •   3.1 天线模型的建立与仿真
  •     3.1.1 天线模型
  •     3.1.2 天线性能和分析
  •   3.2 改进的天线模型的设计
  •     3.2.1 天线模型和仿真验证
  •     3.2.2 参数分析
  •     3.2.3 对比分析
  •     3.2.4 天线实测性能
  •   3.3 本章小结
  • 第四章 基于人工表面等离激元的可重构天线研究
  •   4.1 基于人工表面等离激元的方向图可重构天线基本原理
  •     4.1.1 基于人工表面等离激元的端射天线特性
  •     4.1.2 基于人工表面等离激元的漏波天线特性
  •     4.1.3 原理验证
  •   4.2 基于人工表面等离激元的方向图可重构天线设计
  •     4.2.1 天线模型
  •     4.2.2 参数分析
  •     4.2.3 天线性能
  •     4.2.4 性能提升和分析
  •   4.3 本章小结
  • 第五章 总结与展望
  •   5.1 全文总结
  •   5.2 研究展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读学位期间发表的学术论文
  • 攻读学位期间申请的专利

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 庄凯杰

    导师: 金荣洪

    关键词: 表面等离激元,低剖面,宽带天线,方向图可重构天线

    来源: 上海交通大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,信息科技

    专业: 物理学,无线电电子学,电信技术

    单位: 上海交通大学

    分类号: O441.4;TN820

    DOI: 10.27307/d.cnki.gsjtu.2019.002126

    总页数: 72

    文件大小: 5234K

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