人工电磁表面及其在透镜天线中的应用研究

发布时间：2024-03-11 01:43

　　在无线通信系统中,天线设计对减小系统体积、降低射频信号后处理的复杂度至关重要。可赋形波束天线、波束扫描天线以及多波束天线受到越来越多地关注和研究。传统相控阵天线系统无疑是实现上述功能的理想方案,但在微波、毫米波频段,相控阵天线系统中的移相器、衰减器成本高昂,能效较低,难以民用。常用替代方案有无源矩阵网络阵列天线和抛物面天线系统(通过伺服电机控制)。但阵列天线会随着天线数量的增加使得馈电网络非常复杂,并带来严重的损耗问题;而抛物面天线系统虽然性能优良,但其体积相对较大、笨重,不利于集成,而且对电机伺服系统要求也很高。近十年来,人工电磁表面在电磁领域已经普遍应用于超薄电磁透镜(凹透镜、凸透镜等)、可编程反射表面、可重构频率选择表面(FFS),及三维成像等。人工电磁表面具有调控电磁波的极化、传播和空间分布的能力,因此,将电磁表面与天线相结合将进一步提高天线对波束的调控能力。本文首先设计了一类高效人工电磁表面,对其进行物理表征,并研究其电极化调控特性和波束调控特性。然后,将人工电磁表面与馈源天线相结合,利用天线远近场之间的傅里叶变换原理,设计出波束可重构的透镜天线。总体而言,本文的主要研究工作...

【文章页数】：150 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.1天线能量转换和能量分配示意图

南京邮电大学博士研究生学位论文第一章绪论第一章绪论1.1研究背景随着下一代移动通信、毫米波汽车雷达、高速率卫星通信的快速发展，无线通信技术已经从微波拓展到了毫米波频段。而在现代复杂通信系统中，天线设计对减小系统体积、降低射频信号后处理的复杂度至关重要。因此，微波、毫米波频段的可赋....

图1.2天线按照辐射源的分类对天线的性能指标按照其和传输线的匹配特性主要有回波损耗，电压驻波比、端口间隔离度（阵列天线、双极化天线等多端口天线）等

南京邮电大学博士研究生学位论文第一章绪论天线作为空间电磁波和导行电磁波的转换设备，在移动通信、卫星通信、导航定位、雷达、电子对抗等无论在民用还是军用无线通信领域都在发挥关键作用。天线的功能如图1.1所视：一是能量转换，将经传输线或波导传输的导行波能量转换为空间辐射能量（发射天线）....

图1.3（a）由金属环和金属柱构成的人工电磁材料[30

南京邮电大学博士研究生学位论文第一章绪论（a）（b）（c）图1.3（a）由金属环和金属柱构成的人工电磁材料[30]。（b）由球状磁性颗粒构成的人工电磁材料[32]。（c）亚波长散射单元构成的人工电磁表面[33]。因此，对人工电磁表面研究，并将其与天线结合会极大拓展天线的设计和开发....

图1.3（a）由金属环和金属柱构成的人工电磁材料[30]

南京邮电大学博士研究生学位论文第一章绪论（a）（b）（c）图1.3（a）由金属环和金属柱构成的人工电磁材料[30]。（b）由球状磁性颗粒构成的人工电磁材料[32]。（c）亚波长散射单元构成的人工电磁表面[33]。因此，对人工电磁表面研究，并将其与天线结合会极大拓展天线的设计和开发....

本文编号：3925631