基于人工電磁超表面的方向圖可重構(gòu)天線研究.pdf

1、天線作為通信、雷達(dá)系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，逐漸受到更多人的關(guān)注，同時(shí)人們也對(duì)其提出了更多的要求。為了簡(jiǎn)化天線系統(tǒng)、降低系統(tǒng)成本，可重構(gòu)天線成為較好的選擇。本文以人工電磁表面為基礎(chǔ)對(duì)方向圖可重構(gòu)天線展開(kāi)研究，主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：
　　首先，本文介紹了人工電磁超表面的近幾年研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，并簡(jiǎn)單介紹了人工電磁超表面及石墨烯材料的特有電磁特性。通過(guò)計(jì)算周期單元結(jié)構(gòu)的等效阻抗，利用微波網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)人工電磁超表面的反射系數(shù)做了解析分析，并

2、利用HFSS及CST軟件對(duì)其進(jìn)行了數(shù)值仿真分析。
　　其次，基于FP諧振腔天線可重構(gòu)原理，利用石墨烯材料設(shè)計(jì)了反射系數(shù)可調(diào)的部分反射表面和高阻抗表面，并據(jù)此構(gòu)成FP諧振腔天線，通過(guò)改變石墨烯的偏置電壓實(shí)現(xiàn)了天線方向圖在±75°范圍內(nèi)的可重構(gòu)，且天線最大方向圖均超過(guò)5dBi，具有良好的輻射特性。
　　然后，本文設(shè)計(jì)了一種工作于太赫茲頻段的金屬石墨烯混合組成的高阻抗表面，在其上方添加簡(jiǎn)單饋源天線，可實(shí)現(xiàn)天線方向圖的可重構(gòu)。石墨烯

3、和電極之間加載不同的偏置電壓，可導(dǎo)致高阻抗表面反射系數(shù)的不同，并最終改變整體天線的輻射方向。該天線工作于1.03THz，利用全波仿真軟件 CST對(duì)其進(jìn)行仿真，其方向圖可重構(gòu)范圍可達(dá)±75°。
　　最后，本文提出了一種基于金屬與石墨烯復(fù)合材料的方向圖可重構(gòu)微帶準(zhǔn)八木天線。在二氧化硅基板上表面印制左右對(duì)稱的八木貼片天線單元，利用石墨烯材料將金屬引向單元補(bǔ)償至反向器長(zhǎng)度，并在介質(zhì)基板下表面間隔印制金屬與石墨烯條帶。通過(guò)聯(lián)合控制上下表面的