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文檔簡介
1、陣列天線因其高增益和強(qiáng)方向性而廣泛應(yīng)用于通信、雷達(dá)等領(lǐng)域。隨著設(shè)備集成度的提高,陣列天線的小型化也得到了快速的發(fā)展,如何去耦已成為陣列天線小型化的重要問題和關(guān)鍵技術(shù)。近年來,超材料的興起極大的促進(jìn)了陣列天線去耦合研究的發(fā)展,但是,目前的研究主要集中在窄帶線極化陣列天線的超材料去耦合方面,而對于寬帶陣列天線及圓極化陣列天線的去耦問題則涉獵較少。
超材料具有的很多特異性質(zhì)使其在隱身衣、完美透鏡和電小天線等研究中廣泛應(yīng)用。但是,超材
2、料存在損耗大、頻帶窄的缺點(diǎn),因而對于提高超材料增益、拓寬超材料頻帶的研究非常重要。
本文針對上述兩個(gè)方面的問題進(jìn)行了研究,取得成果如下:
1、等效電磁參數(shù)的準(zhǔn)確提取能夠幫助深入探索超材料的電磁特性。對于使用散射系數(shù)法求解超材料的等效電磁參數(shù)唯一解時(shí),Kramers-Kronig關(guān)系式存在截?cái)嗾`差的問題,提出了一種頻率外推的改進(jìn)方法,并以Drude模型和Lorentz模型驗(yàn)證了方法的準(zhǔn)確性。
2、設(shè)計(jì)了一種微
3、波方螺旋吸波超材料,并用頻率外推的改進(jìn)方法提取等效電磁參數(shù),證明了設(shè)計(jì)的超材料在工作頻段內(nèi)具有電超材料、磁超材料和左手材料的特性。仿真結(jié)果表明,該吸波超材料的平均吸收率在90%以上,且具有左/右旋圓極化不相關(guān)的特點(diǎn)。
3、將設(shè)計(jì)的圓極化方螺旋吸波超材料與線極化平行金屬線相結(jié)合,用于陣列天線互耦的抑制。仿真和實(shí)測結(jié)果證實(shí)了該結(jié)構(gòu)對陣列天線互耦抑制的通用性及有效性:窄帶二元陣列天線邊到邊間距為0.04λ0時(shí),耦合降低了20.28d
4、B;寬帶單極子二元陣列天線邊到邊間距為0.20λ0及0.035λ0時(shí),耦合分別降低了30.65dB及10.35dB;圓極化縫隙二元陣列天線邊到邊間距為0.12λ0時(shí),耦合降低了9.05dB,同時(shí)軸比降低了12.8dB。
4、針對超材料損耗大、頻帶窄的問題,首先設(shè)計(jì)了一種單管負(fù)阻電路加載的有源超材料,使增益提升了3dB左右;然后設(shè)計(jì)了一種非Foster匹配的雙管負(fù)阻抗變換電路加載的有源超材料,實(shí)現(xiàn)了最大6.1dB的增益提升和15
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