基于悬链线结构的太赫兹聚焦天线罩设计
发布时间：2021-11-03 09:57
在大多数天线系统中,每个天线或者天线阵列都需要天线罩,传统天线罩只能对天线进行物理防护,但随着人们对调控电磁波束的需求日益增大,传统天线罩已难以满足要求。近些年来,越来越多的电磁调控功能被添加到天线罩中,用于实现对电磁波束的选择性透过、吸波、偏折以及聚焦等功能。与此同时,太赫兹波凭借诸多优良的性能,在无损检测、医学成像、高保密通讯以及大气环境监测等领域有着很大的应用潜力,所以人们对太赫兹技术的研究热情一直处于高位,而实现太赫兹波束的高精度聚焦,对提高太赫兹成像分辨率有着举足轻重的作用。以往太赫兹波段的聚焦方法普遍存在着工作带宽窄、制备困难、忽视聚焦精度等问题,而超表面结构天线罩的出现为解决上述问题带来了一线曙光。本文主要提出了一种基于悬链线单元结构,并加以双螺旋排布的太赫兹波段超表面天线罩,经过仿真优化,这款超表面天线罩可以产生高度紧凑的聚焦波束。与传统的太赫兹聚焦器件不同,这款超表面结构具有设计结构简单、加工难度小、超宽的带宽以及剖面低的特点,将在太赫兹高分辨成像领域有很大的应用潜力。此外,本文还研究了这款天线罩对于不同入射角度,不同折射率条件下入射的太赫兹波的聚焦情况,总结了其中的...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
由左至右依次为方环型、渔网型和“工”字型超表面材料[13-15]
第一章绪论5(a)一种等离子体纳米缝阵列(b)多功能各向异性超表面图1-3具有波束调控功能的超表面材料[27,29]在攻读硕士学位期间，我有幸在微细加工与光学技术国家重点实验室进行基地实践，该团队在亚波长电磁学领域颇有建树，在利用超表面材料对电磁波波束进行调控方面取得了一系列重要的成果[30-32]，创新性地采用各向异性人工单元结构以及悬链线光学结构实现了对不同频段，不同极化方式电磁波的波束调控，相关研究成果不仅多次在国际知名期刊上发表，在生产实践中也有较好的应用，使该实验室在超表面的相关研究领域占有一席之地。以上关于超表面的介绍都只涉及静态超表面材料，即该超表面对电磁波的响应一般是固定不变的，近些年来，功能更为多样的动态超材料也得到了广泛的研
电子科技大学硕士学位论文8(a)原理示意图(b)0.8THz入射时，不同磁感应强度下，焦斑一维能流密度分布曲线图1-5锑化铟太赫兹聚焦器件[36]2017年，N.V.Chernomyrdin等人[37]开发了一个三维系统，基于非接触式固体浸没法，将太赫兹光束聚焦到瞬逝场中，从而获得了高精度的焦斑，通过数值仿真与实验测量，成像分辨率可以达到0.35λ（λ为电磁波波长）。该复合固体浸没式透镜示于图1-6(a)，由高密度聚乙烯和高阻抗硅组成，复合透镜能进一步地减小聚焦光斑的尺寸，它的球面与汇聚的太赫兹波前同圆心，其平面与像平面平行。他们利用连续光栅扫描系统，搭建了图1-6(b)所示的成像实验装置，在反射模式下对成像效果进行测试，获得了高分辨的图像。由于是非接触式的方法，近场成像
【参考文献】：
期刊论文
[1]对称光滑曲线上滑动端点悬链线的平衡位形[J]. 沈旭东,邱为钢. 物理通报. 2020(01)
[2]基于Pancharatnam-Berry相位调控产生混合偏振矢量光束[J]. 徐兆鑫,黄修章,黄攀立,艾余前,张晨,陈欢,易煦农. 光子学报. 2018(01)
[3]基于锑化铟亚波长阵列结构的太赫兹聚焦器件[J]. 谷文浩,常胜江,范飞,张选洲. 物理学报. 2016(01)
[4]Principles of electromagnetic waves in metasurfaces[J]. LUO XianGang. Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2015(09)
[5]非相干LED光源产生高阶Bessel光束[J]. 何西,吴逢铁,李攀,陈姿言. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2014(07)
[6]时域有限差分法在超声波声场特性分析中的应用[J]. 周正干,魏东. 机械工程学报. 2010(02)
[7]无衍射J0光束的理论分析[J]. 邢笑雪,吴逢铁,张建荣. 华侨大学学报(自然科学版). 2006(01)
[8]准三维频率选择表面的矢量模式分析[J]. 史为民,章文勋. 东南大学学报. 1990(06)
博士论文
[1]太赫兹双频段电磁超表面研究[D]. 王太磊.华东师范大学 2019
[2]太赫兹雷达目标检测与高分辨成像算法研究[D]. 刘通.电子科技大学 2018
[3]基于表面等离子体的V形天线的设计与研究[D]. 焦蛟.电子科技大学 2017
[4]基于超振荡光场的远场超分辨成像原理和方法研究[D]. 汤东亮.中国科学院研究生院(光电技术研究所) 2016
[5]具有强非线性和旋电效应的有源微波媒质研究[D]. 王志宇.浙江大学 2013
硕士论文
[1]基于悬链线光学的位相调控纳米结构设计与研究[D]. 张雷军.电子科技大学 2019
[2]基于十字及方环单元结构的频率选择表面的研究与设计[D]. 赵辉.安徽大学 2017
[3]两种特殊光束的分析与新元件的设计[D]. 孙川.华侨大学 2016
本文编号：3473490
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
由左至右依次为方环型、渔网型和“工”字型超表面材料[13-15]
第一章绪论5(a)一种等离子体纳米缝阵列(b)多功能各向异性超表面图1-3具有波束调控功能的超表面材料[27,29]在攻读硕士学位期间，我有幸在微细加工与光学技术国家重点实验室进行基地实践，该团队在亚波长电磁学领域颇有建树，在利用超表面材料对电磁波波束进行调控方面取得了一系列重要的成果[30-32]，创新性地采用各向异性人工单元结构以及悬链线光学结构实现了对不同频段，不同极化方式电磁波的波束调控，相关研究成果不仅多次在国际知名期刊上发表，在生产实践中也有较好的应用，使该实验室在超表面的相关研究领域占有一席之地。以上关于超表面的介绍都只涉及静态超表面材料，即该超表面对电磁波的响应一般是固定不变的，近些年来，功能更为多样的动态超材料也得到了广泛的研
电子科技大学硕士学位论文8(a)原理示意图(b)0.8THz入射时，不同磁感应强度下，焦斑一维能流密度分布曲线图1-5锑化铟太赫兹聚焦器件[36]2017年，N.V.Chernomyrdin等人[37]开发了一个三维系统，基于非接触式固体浸没法，将太赫兹光束聚焦到瞬逝场中，从而获得了高精度的焦斑，通过数值仿真与实验测量，成像分辨率可以达到0.35λ（λ为电磁波波长）。该复合固体浸没式透镜示于图1-6(a)，由高密度聚乙烯和高阻抗硅组成，复合透镜能进一步地减小聚焦光斑的尺寸，它的球面与汇聚的太赫兹波前同圆心，其平面与像平面平行。他们利用连续光栅扫描系统，搭建了图1-6(b)所示的成像实验装置，在反射模式下对成像效果进行测试，获得了高分辨的图像。由于是非接触式的方法，近场成像
【参考文献】：
期刊论文
[1]对称光滑曲线上滑动端点悬链线的平衡位形[J]. 沈旭东,邱为钢. 物理通报. 2020(01)
[2]基于Pancharatnam-Berry相位调控产生混合偏振矢量光束[J]. 徐兆鑫,黄修章,黄攀立,艾余前,张晨,陈欢,易煦农. 光子学报. 2018(01)
[3]基于锑化铟亚波长阵列结构的太赫兹聚焦器件[J]. 谷文浩,常胜江,范飞,张选洲. 物理学报. 2016(01)
[4]Principles of electromagnetic waves in metasurfaces[J]. LUO XianGang. Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2015(09)
[5]非相干LED光源产生高阶Bessel光束[J]. 何西,吴逢铁,李攀,陈姿言. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2014(07)
[6]时域有限差分法在超声波声场特性分析中的应用[J]. 周正干,魏东. 机械工程学报. 2010(02)
[7]无衍射J0光束的理论分析[J]. 邢笑雪,吴逢铁,张建荣. 华侨大学学报(自然科学版). 2006(01)
[8]准三维频率选择表面的矢量模式分析[J]. 史为民,章文勋. 东南大学学报. 1990(06)
博士论文
[1]太赫兹双频段电磁超表面研究[D]. 王太磊.华东师范大学 2019
[2]太赫兹雷达目标检测与高分辨成像算法研究[D]. 刘通.电子科技大学 2018
[3]基于表面等离子体的V形天线的设计与研究[D]. 焦蛟.电子科技大学 2017
[4]基于超振荡光场的远场超分辨成像原理和方法研究[D]. 汤东亮.中国科学院研究生院(光电技术研究所) 2016
[5]具有强非线性和旋电效应的有源微波媒质研究[D]. 王志宇.浙江大学 2013
硕士论文
[1]基于悬链线光学的位相调控纳米结构设计与研究[D]. 张雷军.电子科技大学 2019
[2]基于十字及方环单元结构的频率选择表面的研究与设计[D]. 赵辉.安徽大学 2017
[3]两种特殊光束的分析与新元件的设计[D]. 孙川.华侨大学 2016
本文编号：3473490
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