基于人工电磁表面的全介质透镜天线研究

摘要

透镜天线具有高增益、低副瓣、多波束、损耗低和易于设计制造等优点，因而被广泛应用于军事和民用生活中，如卫星通信、空间高分辨率成像系统、飞行器盲着陆以及防碰撞雷达等。
　　2000年后，基于人工电磁材料的研究方法广泛应用于对电磁波控制的研究，并由此向人们展示了自然界所没有的奇异电磁现象，如负折射现象、逆多普勒效应、逆切仑科夫效应。这一理念进一步扩展和延伸后，人们又设计出了体积更小、损耗更低的人工电磁表面。本文基于人工电磁表面原理对透镜天线进行了新的研究，设计出具有超低剖面、高增益、低副瓣且可用3D打印机打印的电磁表面透镜。本论文主要创新点如下：
　　1、将人工电磁表面对电磁波控制的理念应用于透镜研究中，实现了人工对电磁波的调控，在透镜设计上具有更大的灵活性。
　　2、人工电磁表面的单元选取为纯介质，以介质单元的厚度来修正电磁波的传输相位，进而控制电磁波的传播方向。纯介质透镜和天线近距离时耦合效应不明显，从而能够设计出超薄透镜天线。
　　3、研究了透镜天线的互耦特性和扫描特性，并设计了多焦点透镜。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 透镜天线发展概况

1.3 透镜天线应用

1.4 人工电磁表面简介

1.5 论文结构及章节安排

第二章 透镜天线基本分析方法

2.1 几何光学基本原理

2.2 口径天线的辐射场

2.3 数值计算法和仿真软件介绍

2.4 微带天线近场分析

2.5 本章小结

第三章 人工电磁表面透镜天线设计

3.1 表面单元厚度与相移关系

3.2 表面单元厚度与相移关系验证

3.3 透镜仿真设计与实物打印、测量

3.4 本章小结

第四章 透镜天线其它特性研究

4.1 互耦特性研究

4.2 扫描特性研究

4.3 多焦点特性研究

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文

附录2 攻读硕士学位期间申请的专利

致谢