基于新型人工電磁材料的漸變折射率透鏡天線.pdf

1、新型人工電磁材料是將具有特定幾何形狀的亞波長宏觀基本單元周期性或非周期性排列所構(gòu)成的人造材料。理論分析和實驗結(jié)果都表明，當(dāng)基本單元的結(jié)構(gòu)尺寸處于亞波長尺度（一般為十分之一波長）時，新型人工電磁材料呈現(xiàn)出宏觀的電磁媒質(zhì)特性，可以用等效媒質(zhì)理論進行分析。理論上，新型人工電磁材料可以實現(xiàn)任意的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率，因而受到國內(nèi)外眾多領(lǐng)域科學(xué)研究者的廣泛關(guān)注。本文研究利用新型人工電磁材料設(shè)計與制作漸變折射率透鏡天線，主要研究內(nèi)容和貢獻如下:

2、　　 1)基于幾何光學(xué)原理和等效媒質(zhì)理論，利用介質(zhì)打孔結(jié)構(gòu)分別實現(xiàn)了X波段和Ku波段的加載漸變折射率人工電磁材料的圓錐喇叭天線，并對實驗樣品進行了測試，其測試結(jié)果與仿真結(jié)果吻合很好。與同口徑的傳統(tǒng)介質(zhì)透鏡天線相比，天線增益提高了1dB至5dB，且天線體積更小、重量輕、損耗小。
　　 2)設(shè)計了一種電大尺寸的衛(wèi)星通信地面站天線，并使用射線追蹤法，對天線中射線軌跡進行了驗證和優(yōu)化。提出了基于方環(huán)和介質(zhì)打孔、具有共面結(jié)構(gòu)的漸變折射率